Полное и статическое давление: Недопустимое название — РосТепло Энциклопедия теплоснабжения

Содержание

Статическое, динамическое и полное давление

    Пневмометрическая трубка имеет два канала, один из которых всегда воспринимает полное давление, а другой, зависимости от конструкции трубки, либо только статическое давление либо статическое давление за вычетом динамического или не- [c.35]

    Динамическое давление, определяемое пневмометрическими трубками, представляет собой разность между полным давлением потока рпол, действующим в направлении вектора скорости газов, и статическим давлением р, действующим в направлении, перпендикулярном вектору скорости  [c.35]


    Скорость может быть также определена при помощи изображенной на рис. УП-6 напорной трубки (трубки Пито), служащей для измерения динамического, статического и полного давлений в разных точках по осям поперечного сечения трубопровода (рис. УП-7). [c.166]

    Первый член левой части этого уравнения представляет собой динамическое давление, второй член — статическое давление, а третий учитывает влияние геодезической высоты. Сумма этих трех величин вдоль каждой линии тока постоянна и характеризует полное давление в потоке. 

[c.11]

    Развиваемое вентилятором давление расходуется на преодоление сопротивлений, возникающих при движении воздуха в присоединенных к вентилятору воздуховодах. Давление воздуха (статическое, динамическое, полное) изменяется по длине воздуховода в зависимости от вида и величины сопротивлений, размещения местных сопротивлений. В наиболее простом случае, когда воздуховод прямой и имеет одинаковое поперечное сечение по всей длине (рис. 4.5), скорость движения воздуха, а следовательно, и величина динамического давления во всех точках всасывающей и нагнетательной линии одинаковы. Если пренебречь влиянием местных сопротивлений на входе воздуха в воздуховод и на выходе из него, то давление, создаваемое вентилятором, расходуется только на преодоление сопротивления трения. [c.917]

    Разность между полным давлением и статическим давлением называется динамическим давлением. Аналогично разность между температурой торможения и статической температурой можно назвать динамической температурой  [c.330]

    Как видно из полученного уравнения, полное давление, развиваемое нагнетателем, расходуется на преодоление перепада статического давления (piv—pi), суммарных потерь давления в сети и на создание динамического давления потока на выходе из сети. 

[c.91]

    Складывая динамическое давление со статическим при установке различных сопел, получим полные давления, развиваемые машиной. Таким образом, можно получить зависимость (фиг. 56) статического и полного давлений от производительности машины, равной произведению средней скорости газа в выходной горловине на площадь ее поперечного сечения. Такая зависимость называется характеристикой вентилятора. [c.132]


    Типичная трубка Пито (рис. У-45) имеет два входа для измерения давления, один из которых повернут навстречу потоку и, захватывая небольшую часть потока, реагирует на полное давление жидкости (статическое плюс динамическое). Другой вход расположен перпендикулярно оси потока и воспринимает только статическое давление жидкости. Разница между этими двумя давлениями является мерой скорости. [c.398]

    Исследуем соотношение давлений при различных углах выхода Рг, приняв постоянными плотность перемещаемой среды, окружную скорость на выходе и подачу. На рис. 3.14,0 показаны различные треугольники выхода с одинаковыми окружной скоростью Ы2 и радиальной составляющей абсолютной скорости на выходе Сгг. На рис. 3.14,6 показан характер изменения полного Рт, статического р и динамического ра давлений в зависимости от скорости закручивания С2и- 

[c.64]

    Экспериментальным путем необходимо определить подачу, статическое давление и затраченную мощность каждого вентилятора. Кроме того, необходимо вычислить динамическое и полное давление каждого вентилятора, суммарную подачу и суммарные затраты мощности, статические КПД каждого вентилятора н установки н целом. [c.312]

    Динамическое давление регистрировалось при различных условиях течения через каждые 10° в области по крайней мере на 50—60 по каждую сторону от угла максимального давления, В пределах экспериментальной точности графики зависимости давления от угла всегда оказывались симметричными. Максимальное давление принимали за полное давление, а соответствующий угол — за угол потока. Давление, измеренное на 51° от максимального давления, принималось за статическое давление. Эта ориентация определялась по калибровке трубки динамического напора в линейных свободных струевых потоках. 

[c.372]

    Известно, что полное давление, создаваемое нагнетателем, разно сумме статического и динамического ра давлений [c.92]

    Для перехода от меньшего сечения трубы (канала) к большему (преобразования кинетической энергии потока в потенциальную или динамического давления в статическое) с минимальными потерями полного давления устанавливают плавно расширяющийся участок - диффузор (рис. 1.111) . Вследствие того, что в диффузоре с ростом площади поперечного сечения средняя скорость потока при увеличении угла расширения а надает, общий коэффициент сопротивления диффузора, приведенный к скорости в узком (начальном) сечении, становится до определенных пределов а меньшим, чем для такой же длины участка трубы постоянного сечения с площадью, равной начальной площади сечения диффузора. [c.185]

    Характеристика вентиляторов. Полное давление, развиваемое вентилятором, представляет собой сумму статического давления Рст. и динамического давления Рдин.- Статическое давление равно потере давления в трубопроводах и аппаратах, через которые движется газ во всасывающей и нагнетательной линиях. Динамическое давление определяется по скорости ш газа в выхлопном отверстии вентилятора  

[c.230]

    При решении вопроса об интенсификации работы аппаратов воздушного охлаждения часто бывает оправдано применение специальных вентиляторов с целью повышения статического давления воздуха для преодоления повышенных аэродинамических сопротивлений. В этом случае вспомогательные вентиляторы устанавливают последовательно основному вентилятору, и построения суммарной характеристики Н — 1(Ув) производится сложением ординат полного напора индивидуальных характеристик (рис. 1У-8). Характеристика основного вентилятора должна быть получена экспериментально, а зависимость Яп = /(Ув) для вспомогательного вентилятора выбирают по каталогам. При последовательной работе вентиляторов кинетическая энергия, сообщенная потоку первым вентилятором, не теряется на удар, и полученное статическое давление выше суммы Нет отдельных вентиляторов. Например, если два одинаковых вентилятора или основной вентилятор и группа вспомогательных развивают полное давление 2//п, то статическое давление составит Нет =2Яп — Яд (где Яд — динамическое давление). При последовательном включении вспомогательных вентиляторов подача воздуха увеличивается на величину ДУв  

[c.97]

    Центробежные вентиляторы различаются по создаваемому ими полному давлению (сумме статического и динамического давлений) при подаче нормального атмосферного воздуха (плотность воздуха на входе в вентилятор р= [c.341]

    В треугольнике выхода АОС Ргзагнутой назад лопатке. С уве- личением Рг и уменьшением аг абсолютная скорость Сг и ее окружная составляющая С2и растут, в то время как относительная скорость шг уменьшается. В этом диапазоне углов полное давление рт и статическое давление рз увеличиваются, при этом статическое давление р, увеличивается быстрее, чем растет динамическое давление Pd. [c.65]

    Типичная аэродинамическая характеристика радиального вентилятора (рис. Х-1) представляет собой совокупность кривых (полного давления Р , статического давления Рзу или динамического давления Раь, расходуемой вентилятором мощности N. полного к. п. д. 7] и статического к. п. д. Т18) как функцию от подачи при определенных диаметрах колеса, частоте вращения и плотности перемещаемой среды [101]. 

[c.312]

    В СА динамическое давление, связанное со скоростью закручивания потока за рабочим колесом, преобразуется в статическое с некоторыми потерями, обусловленными течением в его диффузорном лопаточном венце. При этом без изменения характеристики мощности увеличиваются как полные давление и КПД, так и статические давление и КПД. [c.182]

    Вентилятор при пуске его переводит воздух из состояния покоя в движение с некоторой скоростью V и создает разрежение во всасывающем воздуховоде. Вследствие этого абсолютное статическое давление во входном отверстии воздуховода (сечение 1) становится меньше атмосферного р разности давлений р - р,1 воздух будет входить в воздуховод. Скорость воздуха во входном сечении воздуховода будет соответствовать разности давлений в этом сечении р - р,л. Следовательно, динамическое давление во входном сечении ра = Ра - р.л- Абсолютное полное давление в сечении 1 [c.917]

    Экспериментальным путем необходимо определить подачу вентилятора статическое давление рст, создаваемое вентилятором, и затраченную мощность N. Кроме того, необходимо вычислить полное давление вентилятора р, динамическое давление Рд и коэффициент полезного действия т). 

[c.309]

    По ГОСТ 10616-90 аэродинамические характеристики вентиляторов представляются в виде графиков зависимости полного pv и статического р и (или) динамического рл, давлений, развиваемых вентилятором, потребляемой мощности N, полного Т] и статического Т , КПД от производительности Q при определенной плотности газа р перед входом в вентилятор и постоянной частоте вращения его рабочего колеса (рис. 4.47). На графиках должны быть указаны размерности аэродинамических параметров. Все перечисленные зависимости строят, как правило, на одном графике в соответствующих масштабах, причем производительность Q откладывают по оси абсцисс. [c.961]

    Для включенного вентилятора необходимо определить экспериментально и расчетным путем по приведенным выше формулам параметры работы подачу L, динамическое давление на выходе Рд вых, статическое давление рот, полное давление рв, затраты мощности /V и т]. [c.316]

    Полное давление газа слагается из статического и динамического (скоростного) давления  [c.29]

    Практически вследствие гидравлических потерь полное давление несколько снижается. В пределах рабочего колеса одновременно увеличивается статическое и динамическое давление. В спрямляющем аппарате и диффузоре статическое давление возрастает за счет уменьшения скорости полное давление уменьшается вследствие гидравлических потерь. Разность полных давлений за насосом и перед ним составляет давление, развиваемое насосом  

[c.86]

    Динамический напор, а следовательно, и скорость измеряю1 пневмометрическими трубками в комплекте с дифференциальными манометрами (фиг. 266). При показанном на схеме расположении трубок левой открытой трубкой измеряется статическое давление, а правой, также открытой и изогнутой под углом, полное давление. [c.400]

    В результате анализа проб необходимо определить плотность и количество темной части (соляра) содержание в ней серы плотность и количество светлой части, содержание в ней органики состав и плотность сухой части газов Одновременно с пробоотбором измеряют скорость, температуру газов окисления температуру и давление сухой части газа перед ротаметром, расход сухой части газа температуру и давление (полное, статическое, динамическое) в газоходе. 

[c.456]

    В технике полное давление р, создаваемое вентилятором, и его статическую составляющую отсчитывают от атмосферного давления, а не от абсолютного нуля. Таким образом, р и р представляют собой разности между истинным значением рассматриваемого давления и атмосферным давлением 101,3 кПа. Вследствие этого, если вентилятор создает избыточное давление, то р и Рст будут иметь положительные значения, а при вакууме — отрицательные. Динамическое давление рд всегда положительно. [c.342]

    Основной частью всякого лопаточного нагнетателя (центробежного, осевого, вихревого) является колесо, которое при вращении передает жидкости подводимую от двигателя мощность, В других частях нагнетателя (кожухе, направляющих аппаратах) величина полного давления может только уменьшаться, хотя статическое давление обычно растет за счет уменьшения динамического давления. [c.22]

    Для преодоления гидравлических сопротивлений в сети полезно используется лишь статическая составляющая полного давления. Поэтому, не зависимо от наличия диффузора в спиральном корпусе дымососа, при проектировании газоотводящего тракта со стороны нагнетания необходимо предусматривать хорошо развитый диффузор с углом раскрытия, близким к 17°. За выходным фланцем этого диффузора сечение газоотводящего тракта, включая дымовую трубу, не должно суяо1ться. Вьшолнение этого условия обеспечивает максимальное использование динамической составляющей полного давления, создаваемого дымососом, и минимум безвозратных потерь энергии. 

[c.126]

    На всасывающем воздуховоде на расстоянии пяти калибров от коллектора н пяти калибров от шнбера установлена пневмометрн-ческая трубка для измерения динамического давления р дп и определения количества подсасываемого воздуха п. На уровне среза рабочего сопла имеется штуцер для определения статического давления в кольце вокруг сопла рсти. В центр сопла точно на срезе подведена трубка для определения полного давления рпь На воздуховоде за вентилятором находится штуцер для определения статического давления в напорном воздуховоде рои. [c.316]

    Для определения средних скоростей во входном сечении модели аппарата и в его рабочей камере одновременно с другими параметрами снимались показания Я, контрольного микроманометра — разность полного давления рц в центре подводящего участка и статического давления р на боковой стенке этого же участка. Следовательно, эта величина пропорциональна динамическому давлению в указанном сечении. Путем соответствующих пересчетов и введения тарировочпых коэффициентов определялись средние скорости в различных сечениях. [c.161]

    Динамическое давление на кромке сопла рд1 определяется как сумма полного давления рп1 и статического давления рош в кольце на срезе сопла (истечеияе из сопла происходит в среду с отрицательным давлением рсш)- [c.317]

    Неоднородность потока определялась по замерам полного и статического р давлений в сечении 1—1 непосредственно перед слоем и статического давленпя в сечении 2—2 за ним. Трубки полного давления укладывались в зернистый слой так, чтобы их приемники были заподлицо с верхней гра- Ь11 Жсл ницей слоя. Таким образом, измерялась нормальная к поверхности слоя составляющая динамического давления. Статическое давление измерялось на стенках аппарата, причем сечения /—1 и 2—2 выбирались так, чтобы влияние циркуляционных течений было минимальным. При обработке использовались выражения [c.270]

    На входе в сеть (сечение I—/) полное давление складывается нз динамического давления, которое положительно н равно 0,5рвг) , и статического давления (отрицательного), необходимого для преодоления сопротивления входу. В Данном случае полное давление оказывается равным нулю (Дрст1 = Дрдт). [c.319]

    Применение трубки Прандтля целесообразно при отсутствии прямолинейных участков трубопроводов достаточной длины, а также в случае воздухопроводов прямоугольного сечения. Схема и размеры стандартной трубки Прандтля представлены на рис. 8.6. Центральное отверстие трубки, направленное навстречу потоку, измеряет полное давление, а боковые отверстия — статическое. Следовательно, если соединить оба отверстия с дифма-нометром, то он измерит динамическое давление. Практически, однако, неточности изготовления трубки Прандтля вызывают небольшое искажение давления. Динамическое давление определяется по формуле [c.207]

    Получаемая в лабораторных условиях полная аэродннамичесгая характеристика вентилятора представляет собой совокупность кривых (полного давления р, статического давления рот, динамического давления Рд, расходуемой вентилятором мощности Л/, коэф()и-цнентов полезного действия — полного т) и статического Т1ст) ьак функцию от подачн L при определенных диаметре колеса, частоте вращения и плотности перемещаемой среды. [c.308]


Статическое давление - Static pressure

В гидромеханике термин статическое давление имеет несколько применений:

  • При проектировании и эксплуатации воздушных судов , статическое давление является давлением воздуха в самолета системы статического давления .
  • В гидродинамике многие авторы используют термин статическое давление вместо простого давления, чтобы избежать двусмысленности. Однако часто слово «статический» можно опустить, и в этом случае рабочее давление будет таким же, как статическое давление в определенной точке жидкости.
  • Термин статическое давление также используется некоторыми авторами в статике жидкости .

Статическое давление в конструкции и эксплуатации самолета

Высотомер самолета управляется системой статического давления . Индикатор воздушной скорости самолета управляется системой статического давления и системой давления Пито .

Система статического давления открыта снаружи самолета, чтобы определять давление атмосферы на высоте, на которой летит самолет. Это небольшое отверстие называется статическим портом . В полете давление воздуха немного отличается в разных точках снаружи самолета. Конструктор самолета должен тщательно выбирать положение статического порта . На внешней стороне летательного аппарата нет места, в котором давление воздуха для всех углов атаки было бы идентично атмосферному давлению на высоте, на которой летит самолет. Разница в давлении вызывает небольшую ошибку в высоте, указанной на высотомере, и воздушной скорости, указанной на индикаторе воздушной скорости. Эта ошибка индикации высоты и воздушной скорости называется ошибкой местоположения .

При выборе положения для статического порта цель проектировщика самолета состоит в том, чтобы давление в системе статического давления самолета было как можно ближе к атмосферному давлению на высоте, на которой летит самолет, во всем рабочем диапазоне веса и веса. воздушная скорость. Многие авторы описывают атмосферное давление на высоте полета самолета как статическое давление набегающего потока . По крайней мере, один автор использует другой подход, чтобы избежать необходимости в выражении статическое давление набегающего потока . Грейси написала: «Статическое давление - это атмосферное давление на эшелоне полета самолета». Затем Грейси называет давление воздуха в любой точке вблизи самолета локальным статическим давлением .

Статическое давление в гидродинамике

Концепция давления занимает центральное место в изучении жидкостей. Давление можно определить для каждой точки тела жидкости, независимо от того, находится ли жидкость в движении. Давление можно измерить с помощью анероида , трубки Бурдона , ртутной колонки или другими другими методами.

Понятия общего давления и динамического давления возникают из уравнения Бернулли и важны при изучении всех потоков жидкости. (Эти два давления не являются давлениями в обычном смысле - их нельзя измерить с помощью анероида, трубки Бурдона или ртутной колонки.) Чтобы избежать потенциальной двусмысленности при упоминании давления в гидродинамике, многие авторы используют термин статическое давление, чтобы отличить его от общее давление и динамическое давление ; Термин « статическое давление» идентичен термину « давление» и может быть определен для каждой точки в поле потока жидкости.

В « Аэродинамике» Л. Дж. Клэнси пишет: «Чтобы отличить его от общего и динамического давлений, фактическое давление жидкости, которое связано не с ее движением, а с ее состоянием, часто называют статическим давлением, но где термин используется только давление, оно относится к этому статическому давлению ". {2} = P_ {0},}

куда:

Каждая точка в устойчиво текущей жидкости, независимо от скорости жидкости в этой точке, имеет собственное статическое давление , динамическое давление и общее давление . Статическое давление и динамическое давление, вероятно, будут значительно меняться во флюиде, но общее давление постоянно вдоль каждой линии тока. При безвихревом потоке полное давление одинаково на всех линиях тока и, следовательно, постоянно во всем потоке. п {\ displaystyle P} q {\ displaystyle q} п 0 {\ displaystyle P_ {0}}

Упрощенную форму уравнения Бернулли можно резюмировать в следующем запоминающемся словесном уравнении:

статическое давление + динамическое давление = полное давление .

Эта упрощенная форма уравнения Бернулли имеет фундаментальное значение для понимания конструкции и работы кораблей, низкоскоростных самолетов и индикаторов воздушной скорости для низкоскоростных самолетов, то есть самолетов, максимальная скорость которых будет меньше примерно 30% скорости звука .

Вследствие широко распространенного понимания термина статическое давление в связи с уравнением Бернулли многие авторы в области гидродинамики также используют статическое давление, а не давление в приложениях, не связанных напрямую с уравнением Бернулли.

Британский институт стандартов , в Стандартном Глоссарии авиационных Условий дает следующее определение:

4412 Статическое давление Давление в точке тела, движущегося с жидкостью.

Статическое давление в статике жидкости

Термин (гидро) статическое давление иногда используется в статике жидкости для обозначения давления жидкости на заданной глубине в жидкости. В статике жидкости жидкость везде неподвижна, и концепции динамического давления и общего давления неприменимы. Следовательно, существует небольшой риск двусмысленности в использовании термина « давление» , но некоторые авторы предпочитают использовать статическое давление в некоторых ситуациях.

Смотрите также

Примечания

Рекомендации

Конструкция и эксплуатация самолетов

  • Грейси, Уильям (1958), Измерение статического давления на самолетах (PDF) , Исследовательский центр Лэнгли: NACA, TR-1364 , получено 26 апреля 2008 г. .
  • Грейси, Уильям (1980), Измерение скорости и высоты самолета (PDF) , Исследовательский центр Лэнгли: НАСА, RP-1046 , получено 26 апреля 2008 г. .
  • Грейси, Уильям (1981), Измерение скорости и высоты самолета , Нью-Йорк: John Wiley & Sons, ISBN   978-0-471-08511-9
  • Kermode, AC (1972) Механика полета , Longman Group Limited, Лондон ISBN   0-582-23740-8
  • Ломбардо, DA, Aircraft Systems , 2-е издание, McGraw-Hill (1999), ISBN   Нью-Йорка 0-07-038605-6

Динамика жидкостей

  • LJ Clancy (1975), Aerodynamics , Pitman Publishing Limited, Лондон ISBN   0-273-01120-0
  • Стритер, В.Л. (1966), Гидромеханика , Макгроу-Хилл, Нью-Йорк

Что такое статический напор. Полное, статическое и динамическое давление

Полное, статическое и динамическое давление

При движении воздуха по ВВ в любом поперечном сечении различают 3 вида давления:

Статическое,

Динамическое,

Статическое давление определяет потенциальную энергию 1 м 3 воздуха в рассматриваемом сечении. Оно равно давлению на стенки воздуховода. .

Динамическое давление – кинетическаяя энергия потока, отнесенная к 1 м 3 воздуха.

– плотность воздуха,

Скорость воздуха, м/с.

Полное давление равно сумме статического и динамического давления.

Принято пользоваться значением избыточного давления, принимая за условный ноль атмосферное давление на уровне системы. В нагнетательных воздуховодах полное и статическое избыточное давление всегда «+», т.е. давление > . Во всасывающих воздуховодах полное и статическое избыточное давление «-».

Измерение давления в воздуховодах систем вентиляции

Давление в ВВ измеряется при помощи пневмометрической трубки и какого-либо измерительного прибора: микроманометра либо др.прибора.

Для нагнетательного воздуховода:

статическое давление – трубку статического давления к бачку микроманометра;

полное давление – трубку полного давления к бачку микроманометра;

Для всасывающего воздуховода:

статическое давление – трубку статического давления к капилляру манометра;

полное давление – трубку полного давления к капилляру микроманометра;

динамическое давление – трубку полного давления к бачку, а статического – к капилляру микроманометра.

Схемы измерения давления в воздуховодах.


Билет №10

Потери давления в системах вентиляции

При движении по ВВ воздух теряет свою энергию на преодоление различных сопротивлений, т.е. происходят потери давления.

Потери давления на трение

– коэффициент сопротивления трения. Зависит от режима движения жидкости по воздуховоду.

Кинематическая вязкость, зависит от температуры.

При ламинарном режиме:

при турбулентном движении зависит от шероховатости поверхности трубы. Применяются различные формулы и широко известна формула Альтшуля:

– абсолютная эквивалентная шероховатость материала внутренней поверхности воздуховода, мм.

Для листовой стали 0,1мм; силикатобетонные плиты 1,5 мм; кирпич 4 мм, штукатурка по сетке 10 мм

Удельные потери давления

В инженерных расчетах пользуются специальными таблицами, в которых приводят значения для круглого воздуховода. Для воздуховодов из других материалов вводится поправочный коэффициент и равно.

Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарной потери напора (или давления) в трубопроводе от расхода:

Σ h = f(q)

Таким образом, характеристика трубопровода представляет собой кривую потребного напора, смещенную в начало координат. Характеристика трубопровода совпадает с кривой потребного напора при Н ст =0.

Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения, который расположен произвольно в пространстве (рис. 6.1), имеет общую длину l и диаметр d , а также содержит ряд местных сопротивлений (вентиль, фильтр и обратный клапан). В начальном сечении трубопровода 1-1 геометрическая высота равна z 1 и избыточное давление Р 1 , а в конечном сечении 2-2 - соответственно z 2 и Р 2 . Скорость потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы одинакова и равна ν.

Рис. 6.1. Схема простого трубопровода

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 . Поскольку скорость в обоих сечениях одинакова и α 1 = α 2 , то скоростной напор можно не учитывать. При этом получим

Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения, назовем потребным напором Н потр. Если же эта пьезометрическая высота задана, то ее называют располагаемым напором Н расп. Такой напор складывается из геометрической высоты H потр, на которую поднимается жидкость, пьезометрической высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе.

Назовем сумму первых двух слагаемых статическим напором, который представим как некоторую эквивалентную геометрическую высоту

а последнее слагаемое Σh - как степенную функцию расхода

Σ h = KQm

H потр = H ст + KQ m

где K - величина, называемая сопротивлением трубопровода;
Q - расход жидкости;
m - показатель степени, который имеет разные значения в зависимости от режима течения.

Системы отопления обязательно тестируют на устойчивость к давлению

Из этой статьи вы узнаете, что такое статическое и динамическое давление системы отопления, зачем оно нужно и чем отличается. Также будут рассмотрены причины его повышения и понижения и методы их устранения. Помимо этого, речь пойдет о том, каким давлением испытывают различные системы отопления и способы данной проверки.

Виды давления в отопительной системе

Выделяют два вида:

  • статистическое;
  • динамическое.

Что такое статическое давление системы отопления? Это то, которое создаётся под воздействием силы притяжения. Вода под собственным весом давит на стенки системы с силой пропорциональной высоте, на которую она поднимается. С 10 метров этот показатель равен 1 атмосфере. В статистических системах не задействуют нагнетатели потока, и теплоноситель циркулирует по трубам и радиаторам самотеком. Это открытые системы. Максимальное давление в открытой системе отопления составляет около 1,5 атмосферы. В современном строительстве такие методы практически не применяются, даже при монтаже автономных контуров загородных домов. Это связано с тем, что для такой схемы циркуляции надо применять трубы с большим диаметром. Это не эстетично и дорого.

Динамическое давление в системе отопления можно регулировать

Динамическое давление в закрытой системе отопления создается искусственным повышением скорости потока теплоносителя при помощи электрического насоса. Например, если речь идет о многоэтажках, или крупных магистралях. Хотя, теперь даже в частных домах при монтаже отопления используют насосы.

Важно! Речь идет об избыточном давлении без учета атмосферного.

Каждая из систем отопления имеет свой допустимый предел прочности. Иными словами, может выдержать разную нагрузку. Чтобы узнать какое рабочее давление в закрытой системе отопления, надо к статическому, создаваемому столбом воды, добавить динамическое, нагнетаемое насосами. Для правильной работы системы, показания манометра должны быть стабильными. Манометр – механический прибор, измеряющий силу, с которой вода движется в системе отопления. Он состоит из пружины, стрелки и шкалы. Манометры устанавливаются в ключевых местах. Благодаря им можно узнать какое рабочее давление в системе отопления, а также выявлять неисправности в трубопроводе во время диагностики.

Перепады давления

Чтобы компенсировать перепады, в контур встраивается дополнительное оборудование:

  1. расширительный бачок;
  2. клапан аварийного выброса теплоносителя;
  3. воздухоотводы.

Тестирование воздухом – испытательное давление системы отопления повышают до 1,5 бар, затем спускают до 1 бара и оставляют на пять минут. При этом потери не должны превышать 0,1 бар.

Тестирование водой – давление повышают не менее чем до 2 бар. Возможно и больше. Зависит от рабочего давления. Максимальное рабочее давление системы отопления надо умножить на 1,5. За пять минуть потери не должны превышать 0,2 бар.

Панельное

Холодное гидростатическое тестирование – 15 минут с давлением 10 бар, потери не больше 0,1 бара. Горячее тестирование – поднятие температуры в контуре до 60 градусов на семь часов.

Испытывают водой, нагнетая 2,5 бара. Дополнительно проверяют водонагреватели (3-4 бара) и насосные установки.

Тепловые сети

Допустимое давление в системе отопления постепенно повышается до уровня выше рабочего на 1,25, но не меньше 16 бар.

По результатам тестирования составляется акт, который является документом, подтверждающим заявленные в нем эксплуатационные характеристики. К ним, в частности, относиться рабочее давление.

Напор или подробнее о всасе, гидравлических потерях и т.д.

На диаграмме работы центробежного насоса производимое насосом давление выражается через термин «напор » и соответствует высоте столба воды при плотности 1г/см3. Напор чаще всего измеряется в метрах (м).

Напор, создаваемый насосом, показывает какое “давление” может быть достигнуто этим насосом при перекачке какого-то определенного количества воды в результате вращения рабочего колеса с определенной частотой (как правило, 1500 об/мин или выше).

Статический напор и потери на трение

Когда производитель насоса спрашивает у клиента “Какое давление или напор вам необходим?” это означает, какое давление необходимо создать насосу, чтобы перекачать определенное количество воды из начальной в конечную точку и преодолеть при этом все гидравлические сопротивления трубопроводов. Если Вам нужно перекачать воду на 100 м вверх, тогда статический напор у вас будет 100 м (расстояние по вертикали от источника воды до конечной точки перекачки).

Допустим длина трубопроводов у Вас тоже 100 м. Кроме того, предположим, что расчетные гидравлические потери в этой трубе составляют 8%, т.е. 8 м. Тогда animated porn общий динамический напор будет 108 м. Именно это значение у Вас и запрашивал производитель насоса, а не просто 100 м, как предполагали вы.

Следует помнить,

что расстояние по вертикали между поверхностью источника воды до оси рабочего колеса всасывающего naked celebrities насоса называется высотой всасывания (всас , по-английски ‘suction lift’).

Расстояние по вертикали между осью рабочего колеса насоса и самой верхней точкой напорного mobile porn tube трубопровода называется статическим напором (см. рис.).

Расстояние по Amateur Porn вертикали между поверхностью воды источника до верхней точки напорного трубопровода называется общим celebrity news статическим напором .

Что bareback gay porn такое NPSH

У владельцев насосов бытует распространенное заблуждение, что насосы всасывают воду. Насосы не всасывают воду, а используют атмосферное давление, которое «толкает» воду вверх по всасывающему шлангу к насосу в камеру низкого давления, которое создалось в результате вращения рабочего колеса и переноса воды из этой камеры в напорную камеру celebrity sex tapes корпуса насоса. Проще говоря, ничто не работает в вакууме. Поэтому, как только мы включаем насос, рабочее колесо выбрасывает воду из всасывающей камеры насоса в напорную камеру, понижая при этом давление в первой. Вода в источнике, который находится под атмосферным давлением, поднимается по шлангу в насос. И так будет всегда, пока атмосферное давление за минусом высоты всаса и потерь (NPSHa) будет больше сопротивления проточной части насоса (NPSHr).

Это важно

Не вводите себя в заблуждение, когда слышите от продавцов насосов, что их насосы могут celebrity porn всасывать с высоты 9м.

Большинство самовсасывающих насосов смогут это сделать, но идея hentai porn pics в том, чтобы не потерять максимальную производительность при этом, а это удается лишь тем насосам, у которых спроектировано и реализовано низкое сопротивление проточной части (NPSHr).

Как показал опыт практической работы, связанной с применением насосного оборудования, много людей ошибочно подбирают оборудование, не вникая в физику процесса. Мы хотим дать курс, описывающий физические процессы в гидравлической системе. Эта информация будет полезна всем читателям. Все должно быть достаточно просто, так как при написании серии данных статей, мы руководствовались простотой изложения. Надеемся, информация окажется полезной для Вас.

1. Характеристика системы
Главным назначением гидравлических систем в большинстве случаев является либо подача жидкости из источника к требуемой точке, то есть заполнение резервуара, расположенного на более высокой отметке, либо циркуляция жидкости по всей системе, как способ передачи тепла.
Давление, необходимое для создания потока жидкости, должно быть, подобрано в требуемом значении и должно компенсировать потери в системе. Существует два типа потерь: статический напор и потери напора на трении.

Статический напор - это разница высот между всасывающим и напорными резервуарами, как показано на рис. 1. Он не зависит от значения расхода, как показано графически на рис. 2.
Потери напора на трении (иногда называемые потери динамического напора) возникают во время прохождения перекачиваемой жидкостью труб, клапанов и другого оборудования системы. Данные потери пропорциональны площади пройденной потоком.
Замкнутый контур циркуляционной системы, недоступный воздействию атмосферного давления, имеет только гидравлические потери напора системы на трение, находящиеся в обратной зависимости к значению расхода, как показано на рис. 3.

2. График кривой гидравлической характеристики
Большинство систем имеют одновременно статический напор и потери напора на трении, а большинство случаев, отражено на двух кривых рис. 4 и 5. Значение отношения статического напора к потерям напора на трении, по всему рабочему диапазону, влияет на эффективность, которая должна достигаться при работе двигателей с частотным регулированием.
Статический напор - это особенность индивидуальной системы, уменьшающая данный напор, там где это возможно, обычно это экономит затраты на установку и эксплуатацию насоса. Потери напора на трении должны быть снижены с целью снижения средств на эксплуатацию насоса, но после исключения ненужной трубопроводной арматуры и участка трубы, дальнейшее снижение потерь на напоре будет требовать больший диаметр труб, которые повысят затраты на монтаж.

3. Гидравлическая кривая насоса
Характеристики насоса могут быть также выражены графически, как отношение напора к расходу. Смотрите рис. 6 для центробежных насосов и рис. 7 для поршневых.
Центробежные насосы имеют гидравлическую кривую характеристик, где с увеличением расхода, напор по-степеннно падает, но для поршневых насосов, какое бы ни было значение напора, расход практически постоянный.

4. Рабочая точка насоса
Когда насос устанавливается в системе, то их взаимодействие может быть изображено графически наложением насоса и гидравлической кривой системы, (рис. 8 и рис. 9).
Если фактическая гидравлическая кривая системы отличается от расчетной, то насос будет работать в точке с напором и расходом, отличном от ожидаемого.
У поршневых насосов, если гидравлическое сопротивление системы растет, то насос увеличит давление нагнетания и будет сохранять практически постоянный расход, зависящий от вязкости жидкости и типа насоса. Без использования защитной трубопроводной арматуры значение давления может достичь критической отметки.
Для центробежных насосов увеличение гидравлического сопротивления системы сведет расход в конечном итоге до значения «О», но максимальное значение напора, как показано на рис. 8 ограничивается. Кроме того, при таких условиях возможен непродолжительный период работы насоса. Ошибка расчета кривой гидравлической системы вероятнее всего может также привести к выбору центробежного насоса не отвечающего оптимальным характеристикам.
При подборе насоса большего типоразмера, который будет работать в большем значении расхода или даже в условиях дроссельной системы, дополнительный запас мощности увеличит потребление энергии и сократит срок службы насоса.

Рекомендуем также

Статическое давление - вентилятор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Статическое давление - вентилятор

Cтраница 1

Статическое давление вентилятора, которое представляет собой полное давление вентилятора за вычетом скоростного напора.  [1]

Статическое давление вентилятора определяется как разность полного давления Яп и динамического давления Янд в нагнетательном патрубке вентилятора.  [2]

Роль статического давления вентилятора довольно значительна и при принятом в настоящее время способе подбора вентилятора по полному давлению об этом забывать не следует. Особенно большое значение это имеет при расчете вентиляционной сети, состоящей только из всасывающей ветви: подсчитывать сопротивление всасывающей ветви и по этой величине подбирать вентилятор, забывая о динамическом давлении на выходе из вентилятора, которое, кстати говоря, может быть весьма значительным, недопустимо.  [3]

Таким образом, статическое давление вентилятора, работающего в вентиляционной сети, расходуется на преодоление суммарных потерь давления в сети за вычетом разности между динамическим давлением на выходе воздуха из вентилятора и динамическим давлением на выходе воздуха из сети.  [4]

Таким образом, статическое давление вентилятора, работающего в вентиляционной сети, расходуется на преодоление сопротивления сети за вычетом разности между динамическим давлением на выходе воздуха из вентилятора и динамическим давлением на выходе воздуха из сети.  [5]

В первом приближении задают статическое давление вентилятора.  [6]

Рассмотрим, на что расходуется статическое давление вентилятора, работающего в сети при отсутствии в ней объемов всасывания и нагнетания.  [7]

Поскольку при этом pdv йвых, psv - hBC, т.е. статическое давление вентилятора равно сопротивлению сети.  [8]

Коэффициент рабочей ( условно) производительности Qp, определяемый абсциссой точки пересечения характеристики статического давления вентилятора и кривой аэродинамического сопротивления электрической машины.  [9]

Если вентилятор подобран правильно, то сопротивление системы изменяется пропорционально квадрату расхода воздуха ( см. рис. 20 - 5), а статическое давление вентилятора приблизительно обратно пропорционально изменению расхода воздуха, что значительно сдерживает тенденцию как к повышению расхода воздуха, так и увеличению нагрузки электродвигателя. Это в свою очередь указывает на нецелесообразность установки электродвигателя с большим запасом. Кроме того, электродвигатели обычно работают более экономично, когда они полностью загружены. Так как расход мощности изменяется пропорционально кубу числа оборотов, для электродвигателя требуется небольшой пусковой момент.  [11]

При наличии нагнетательной сети динамическое давление всегда учитывается, и поэтому роль статического давления просто не проявляется в явном виде. Если же вентиляционная система смонтирована без соответствия с ее расчетом, то значение статического давления вентилятора сразу обнаружится.  [12]

В этой точке полное давление вентилятора равно потерям полного давления в сети. Если вентилятор работает на всасывание, то динамическое давление вентилятора следует также относить к потерям давления в сети или определять режим работы вентилятора точкой пересечения характеристики сети Др ( 2) с характеристикой psti ( Q) статического давления вентилятора В таких случаях целесообразно на выходе из вентилятора установить диффузор, чтобы уменьшить динамическое давление вентилятора.  [14]

Такая диаграмма позволяет определить размеры и частоту вращения вентилятора выбранного типа без проведения каких-либо дополнительных расчетов. Для этого по заданным значениям производительности Q и полного давления рс на диаграмме отмечают точку, соответствующую рабочему режиму вентилятора. Определяют ближайшую к этой точке кривую р0 ( У), по привязной точке которой устанавливают диаметр и частоту вращения вентилятора. Диаграммой нельзя пользоваться, если задано не полное, а статическое давление вентилятора и если рабочий режим вентилятора находится вне рабочего участка характеристики.  [15]

Страницы:      1    2

Давление статическое - Энциклопедия по машиностроению XXL

Неоднородность потока определялась по замерам полного и статического р давлений в сечении 1—1 непосредственно перед слоем и статического давления в сечении 2—2 за ним. Трубки полного давления укладывались в зернистый слой так, чтобы их приемники были заподлицо с верхней границей слоя. Таким образом, измерялась нормальная к поверхности слоя составля-динамического давления. Статическое давление измерялось на стенках аппарата, причем сечения 1—1 и 2—2 выбирались так, чтобы влияние циркуляционных течений было минимальным. При обработке использовались выражения  [c.270]
Простейшим примером силы является сила тяжести. Эта сила, с которой всякое тело притягивается Землей, в результате чего несвободное тело оказывает на свою опору давление (статическое действие силы), а будучи свободным, падает на Землю с ускорением g (динамическое действие силы).  [c.23]

Таким образом, при подогреве сверхзвукового потока, несмотря на снижение полного давления, статическое давление возрастает вследствие уменьшения приведенной скорости потока.  [c.252]

На рис. 14-3 показано в виде примера определение для случая, когда в приемном резервуаре имеется вакуум и в напорном резервуаре—избыточное давление. Статический напор установки равен здесь разности пьезометрических уровней в резервуарах.  [c.391]

Подшипники жидкостного трения. Для работы подшипника в режиме жидкостного трения необходима подъемная сила, создаваемая давлением жидкого смазочного материала. Распространены два способа создания поддерживающего давления статический (гидростатический) и гидродинамический. В соответствии с этим различают гидростатический и гидродинамический подшипники жидкостного трения.  [c.440]

На рис. 9.19 представлено поле зацепления цилиндрического косозубого колеса (обозначения геометрических величин введены ранее). Элементарные силы давления первого колеса (радиус Га ) на второе (радиус Гаконтактных линий, направлены по общей нормали соприкасающихся поверхностей и потому лежат в плоскости поля зацепления и нормальны к линиям контакта. Действие этого распределенного давления статически эквивалентно действию сосредоточенной в точке О силы (рис. 9.19, вид Б). Для последующего расчета валов и опор удобно разложить (рис. 9.20) на трн ортогональных компонента Р — окружную силу, лежащую в плоскости вращения и направленную по касательной к делительной окружности Р— радиальную, илн распорную, силу, лежащую в той же плоскости и направленную по линии центров Р — осевую силу, направленную вдоль образующей делительного цилиндра.  [c.252]

При воздействии внутреннего гидростатического давления статический разрыв в виде трещины длиной более 1000 мм с раскрытием кромок на 150—200 мм происходит вдоль образующей трубы по основному металлу или в околошовной зоне продольного сварного шва, что по характеру соответствует разрывам в эксплуатационных условиях (рис. 3.3.1). Более детальное исследование, однако, показывает существенное различие условий разрушения труб в экспериментах и при работе в трубопроводах. Как упоминалось выше, для эксплуатационных разрывов характерным является отсутствие значительных пластических деформаций как в месте разрыва, так и по периметру трубы [10]. Напротив, в наших испытаниях наблюдались выраженные пластические деформации, причем остаточное увеличение диаметра трубы составляло 2,5—7,5%, а местное сужение толщины стенки в средней части по длине трещины — 10—15%.  [c.159]


Основные размеры, рабочее давление (статическое) и масса резиновых напорных рукавов в зависимости от класса приведены в табл. 41.  [c.249]

Пар — 1 (X) с рабочим давлением, (статическим),  [c.251]

Пар — 2 (X) о рабочим. давлением (статическим),  [c.251]

Действительный напор равен арифметической сумме полного избыточного давления (статического и динамического напоров) на нагнетании и полного разрежения на всасывании. Таким образом, действительный напор  [c.562]

Сравнительно с этим давлением статическое расклинивающее действие, исследованное одним из нас ранее [1], имеет величину, на много меньшую при толщинах пленки того же порядка. Поэтому представляется интересным исследовать скоростную зависимость Л-эффекта. Соответствующие данные изображены для минерального авиа.масла и олеиновой кислоты на графике (рис. 4), на котором по оси абсцисс отложена скорость иглы к, а по оси ординат — значения  [c.144]

При установившемся режиме работы турбины с нее был произведен сброс 10 МВт электрической нагрузки. После кратковременного отклонения давления в верхнем отборе, обусловленного нарушениями автономности САР, оно было возвращено к исходному значению путем ручного воздействия на механизм управления регулятора давления. Статическое отклонение температуры сетевой воды при таком весьма небольшом изменении электрической нагрузки составило почти 4 К- При больших же изменениях режима, как показывают исследования ЛПИ и Мосэнерго, такие отклонения могут достигать 10 К и даже более.  [c.178]

СЛОЯ, ДЛЯ чего производился поворот зонда в одну и в другую сторону ОТ максимума полного давления и записывались два угла поворота зонда, при которых давления были равными. Затем зонд ставился в среднее положение и записывалось измеряемое при этом полное давление. Статическое давление определялось по показаниям зонда на внешней границе пограничного слоя с использованием его  [c.474]

Давление статическое 32, 33 Дефлекторы 620, 621  [c.671]

Производительность ультразвуковой обработки зависит от свойств обрабатываемого материала, амплитуды и частоты колебаний инструмента, вида и зернистости абразивного материала, размеров обрабатываемой площади, конфигурации обрабатываемой поверхности и величины давления (статического) между инструментом и заготовкой.  [c.357]

В пределах исследованного диапазона давлений статическое давление, по-видимому, не оказывает влияния на  [c.355]

Нетрудно видеть, что давление-(статическое) в открытом конце такой трубки равно сумме статического и динамического давлений в потоке.  [c.78]

Рабочее давление (статическое), кгс ск  [c.250]

Отличают следующие давления статическое Рс , динамическое рд н и полное д.  [c.16]

Измерение давлений. Статическое избыточное давление или разрежение измеряются жидкостными или пружинными манометрами. Предпочтительнее пользоваться жидкостными манометрами, так как пружинные манометры нуждаются в периодической тарировке. Пружинные манометры желательно применять при измерении давлений свыше 1 ати.  [c.195]

При изучении движения жидкости важное значение имеют понятия статического и полного давления. Статическое давление ро в невозмущенном потоке определяется как давление, которое действовало бы на стенку тела, движущегося вместе с потоком, или на неподвижную стенку, расположенную параллельно вектору скорости потока ш. Под полным давлением понимается давление адиабатически заторможенного потока, или давление, которое испытывает плоское тело, расположенное перпендикулярно вектору скорости потока.  [c.280]

Она относится к аустенитному классу (фиг. 201), поскольку при охлаждении на воздухе сохраняет состояние марганцевого аустенита. Этот аустенит и обладает стойкостью против износа, в условиях трения при значительном давлении статического или ударного характера. Важно отметить, что без приложения достаточных давлений при износе, (например, при шлифующем абразивном износе) сталь Г13 в отношении сопротивляемости износу не имеет особых преимуществ по сравнению с обычной незакаленной сталью.  [c.329]

При статическом испытании кранов масло подается ручным насосом. Предохранительный клапан настраивается на давление статического испытания при опущенном штоке цилиндра. Затем включается механизм подъема крана, и шток поднимается на 0,3 м. Давление в системе должно быть равно расчетному для статического испытания с отклонением 5%. После окончания статического испытания до возвращения штока в нижнее положение необходимо отрегулировать предохранительный клапан на давление, соответствующее давлению динамического испытания Ри.д. и возвратить шток в крайнее нижнее положение. Затем включить механизм подъема крана и поднять крюком крана шток на полный рабочий ход. При этом механизм преодолевает нагрузку  [c.232]

Если сопло эжектирующего газа выполнено нерасширяющнм-ся, то при сверхкритическом отношении давлений статическое давление на срезе сопла превышает давление в окружающей среде — эжектируемом газе. Поэтому после выхода из сопла А струя эжек-тируюш,его газа В (рис. 9.6), движущаяся со скоростью звука  [c.498]

Если в трубе на отметке ввода внешних газоходов имеет место избыточное давлёйие, го эти газоходы также окажутся под давлением. Статическое давление в газохйдах ари  [c.95]

X ВГ (III) и Г (IV) с номина1ьным давлением (статическим) 1,0 МПа Пар-1 (X) с номинальным давлением (статическим) 0,3 МПа Пар-2 (X) с номинальным давлением (статическим) 0,8 МПа  [c.396]

Р — давление (статическое, полное) Р , — полином Лелчандра р—давление зв>ковое (переменное) Q — добротность д — заряд  [c.7]

Производительность ультразвуковой обработки зависит от свойств обрабатываемого материала, амплитуды и частоты колебаний инструмента, абразивного материала и его зернистости размеров обрабатываемой площади, конфигурации обрабатывае-.мого участка и величины давления (статического) между инструментом и деталью. Скорость обработки стекла, кварца 5— 15 MMjMUH, твердого сплава 0,05—0,3 закаленной стали  [c.538]

Арст — статическое давление (статический уровень тазожидкостного слоя иа тарелке).  [c.55]


Аэрогидродинамика технологических аппаратов (1983) -- [ c.4 , c.18 , c.22 , c.38 , c.79 , c.92 , c.106 ]

Прикладная газовая динамика. Ч.1 (1991) -- [ c.31 , c.238 , c.244 , c.244 ]

Техническая термодинамика. Теплопередача (1988) -- [ c.399 ]

Гидравлика и аэродинамика (1987) -- [ c.106 ]

Техническая термодинамика Изд.3 (1979) -- [ c.270 ]

Справочник по гидравлическим сопротивление (1992) -- [ c.32 , c.33 ]

Механика жидкости и газа (1978) -- [ c.141 ]

Динамика вязкой несжимаемой жидкости (1955) -- [ c.116 ]

Гидро- и аэромеханика Том 1 Равновесие движение жидкостей без трения (1933) -- [ c.109 ]

Молекулярное течение газов (1960) -- [ c.35 , c.127 ]

Аэродинамика Часть 1 (1949) -- [ c.30 , c.39 , c.65 , c.72 ]

Теория элементов пневмоники (1969) -- [ c.456 ]

Прикладная газовая динамика Издание 2 (1953) -- [ c.28 ]

Справочное руководство по физике (0) -- [ c.100 ]


Датчик статического и полного давления на основе линейки фотоэлектронных приемников Текст научной статьи по специальности «Физика»

ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

УДК 681.2:621.826 DOI: 10.17586/0021-3454-2020-63-3-222-227

ДАТЧИК СТАТИЧЕСКОГО И ПОЛНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙКИ ФОТОЭЛЕКТРОННЫХ ПРИЕМНИКОВ

И. В. Антонец1, Р. А. Борисов2

1 Ульяновский институт гражданской авиации им. Главного маршала авиации Б. П. Бугаева,

432071, Ульяновск, Россия 2АО „Санкт-Петербургская авиаремонтная компания", 198206, Санкт-Петербург, Россия

E-mail: [email protected]

Рассматриваются принципы разработки датчика статического и полного давления, основанные на использовании оптического метода преобразования информации. Существенной особенностью предлагаемого датчика является применение в качестве вторичных преобразователей оптических ПЗС-линеек, с помощью которых возможно осуществлять преобразование пространственного распределения светового потока в электрический сигнал. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процедур обработки информации, представлены математические модели и алгоритмы управления микроконтроллером, который обеспечивает при измерении линейных перемещений центра мембраны и обработку сигналов с выхода оптической линейки при воздействии на нее светового пятна. Предлагаемый датчик давления, по сравнению с аналогами, имеет существенно меньшие массогабаритные параметры, а энергопотребление снижено более чем на порядок.

Ключевые слова: датчик, статическое давление, полное давление, мембрана, математическая модель, алгоритм, оптическая линейка, источник светового потока

Введение. Структурная схема аэрометрических датчиков давления содержит первичный преобразователь давления, в качестве которого, как правило, используется упругий чувствительный элемент (УЧЭ), и схему вторичного преобразования перемещений упругих ЧЭ в электрический сигнал. Вне зависимости от того, какой тип преобразователя сигнала используется, — деформационный (силовой), вибрационный (частотный) или струйно-конвектив-ный, точность регистрации давления упругим чувствительным элементом будет ограничивать и точность датчика [1] в целом, какой бы высокой ни была точность дальнейших преобразований. Известно [2], что погрешность, вызванная нелинейностью характеристики упругого ЧЭ, мультипликативная температурная погрешность, погрешность, обусловленная воздействием линейных ускорений, временная погрешность и другие могут быть уменьшены путем минимизации деформации упругого ЧЭ. Наиболее широкое распространение, например, в цифровых системах воздушных сигналов [3, 4] получили частотные датчики давления, обладающие относительно низким порогом чувствительности и высокой точностью измерений. Вместе с тем в частотных датчиках давления используется относительно сложная схема автогенератора в цепи обратной связи, обеспечивающей контроль температуры резонатора.

К недостаткам следует отнести влияние вибраций на точность измерений, относительно большие массогабаритные параметры и энергопотребление.

Принцип работы датчика. В настоящей статье представлен датчик статического и полного давления, принцип действия которого основан на использовании оптического метода преобразования информации на базе фотоприемных ПЗС-линеек [5, 6]. Принцип измерения деформации упругой мембраны в предлагаемом датчике давления заключается в последовательном преобразовании перемещения светового пятна по поверхности оптической линейки в заряды пикселов, которые хранятся в ячейках ПЗС-структуры и при генерации управляющих импульсов определяют деформацию в виде цифрового кода на выходе линейки.

На рис. 1 представлена схема [7] конструкции аэрометрического датчика давления, в котором в качестве вторичного преобразователя информации используются оптические линейки. В корпусе 1 датчика имеются два отверстия, через которые на внешние поверхности мембран 2 и 3 подается соответственно статическое (Рст) и полное (Рп) давление. К стойке 4 прикреплены источник излучения 5 и две шторки 7 с прорезями 8, а фотоприемные линейки 6 крепятся к внутренним поверхностям мембран 2 и 3. В процессе работы датчика свет от источника излучения 5 через прорези 8 шторок 7 попадает на фотоприемные линейки 6. Деформации мембран, вызванные изменениями статического и полного давления, приводят к смещению оптических линеек, что, в свою очередь, меняет цифровой код на их выходе.

4

5

8

1

Рис. 1

Использование оптической линейки как вторичного преобразователя во многом предопределило технические характеристики датчика давления и его элементов:

— высокая чувствительность, определяемая микронными зазорами между пикселами, позволяет минимизировать деформацию мембран и, следовательно, уменьшить влияние их неоднородности на точность измерений;

— использование светового пятна для фиксации перемещения упругого ЧЭ позволяет значительно снизить влияние нестабильности источников питания, а также вибрации и ударов на точность измерений;

— бесконтактный способ съема информации и работа информационной системы в условиях вакуума значительно повышают эффективность процессов измерения;

— обеспечивается снижение энергопотребления более чем на порядок и практически двукратное уменьшение массогабаритных параметров датчика.

На базе известной методики приближенного статического расчета мембран [1 ] авторами разработана [8, 9] методика расчета упругого чувствительного элемента, принципиальным отличием которой является учет технических характеристик вторичного преобразователя, в частности порога чувствительности и прогиба центра мембраны в координаты пиксела оптической линейки. Кроме того, разработаны алгоритм расчета упругого чувствительного элемента и реализующая его программа [10] на языке программирования С++.

Цифровая обработка сигнала. Для измерения деформации упругих чувствительных элементов датчика давления разработана [11] программа управления микроконтроллерами

семейства 8ТМ32Б4, использующими в качестве источника информации оптические преобразователи. Программа обеспечивает генерацию управляющих электрических импульсов для оптической линейки типа ШХ554Б и преобразование поступающих электрических сигналов в цифровой код с последующей его математической обработкой и выводом полученных результатов через интерфейс ИБЛЯТ. Использование данной программы позволяет существенно повысить точность измерений деформации мембран датчика давления за счет того, что при опросе одного пиксела оптической линейки аналогово-цифровой преобразователь совершает двойное преобразование. В ходе комплексных экспериментальных исследований работы датчика давления частота опроса состояний пикселов оптической линейки варьировалась от 40 до 200 Гц. В таблице представлены результаты эксперимента по оценке точности измерения перемещения центра мембраны при использовании оптического метода считывания информации.

Частота измерений, Гц Кратность усреднения выборок Абсолютная погрешность измерения, мкм Среднеквадратическое отклонение, мкм

200 Нет 0,84 0,193

100 2 0,46 0,102

66 3 0,41 0,094

50 4 0,21 0,089

40 5 0,20 0,075

На рис. 2 представлены сравнительные результаты по определению прогибов центра мембраны (со о), полученные с использованием программного комплекса ANS YS (кривая 1) [12, 13], а также аналитическим и экспериментальным методами (кривые 2 и 3 соответственно). Погрешности определения прогиба, полученные аналитическим и экспериментальным методами, не превышают 15 %, что следует признать удовлетворительным. Проверка сходимости результатов численного моделирования характеристик упругих чувствительных элементов для статического и полного давления осуществлялась с использованием экспериментальных данных, опубликованных в работе [1]. Сравнительная погрешность результатов силового расчета с использованием программного комплекса ANSYS и известных экспериментальных данных не превысила 9 %.

УЧЭ 1 УЧЭ 2

Конструкция датчика давления. На основе известных рекомендаций [3, 14], проведенных расчетов и исследований разработана конструкция датчика статического и полного давления. Корпус 1 датчика (рис. 3) выполнен в виде цилиндра, причем герметизация его отверстий по периметру осуществляется с помощью крышек 2 и 3. В центре крышек также герметично закреплены штуцера 4 и 5 для подвода статического и полного давления, выполняющие, кроме того, функцию крепежных элементов стоек основания 6, имеющего крепежные отверстия. На боковой стенке корпуса установлен штепсельный разъем 7 для коммутации элементов вторичного преобразователя с внешними устройствами.

А-А

Ж

I I ||

3

л

Ж

17

\ 11

Рис. 3

Корпус датчика имеет кольцевой прилив, повышающий жесткость конструкции и одновременно являющийся базовой поверхностью для установки элементов вторичного преобразователя давления. Кроме того, корпус с двух сторон имеет фланцы крепления, технологические канавки и уплотнительные кольца 8 для фиксации упругих элементов 10 и 11 при герметизации корпуса крышками с помощью стяжных винтов 9. В полости, образованной в корпусе между упругими мембранами, создается вакуум. По аналогии с типовой технологией изготовления анероидных коробок, в боковой стенке корпуса датчика высверливается отверстие диаметром 0,3 мм; после сборки датчик сушат в термобарокамере при остаточном давлении 6,65 кПа, а отверстие заделывается с помощью специального приспособления. К геометрическим центрам мембран жестко крепятся шторки 12 с прорезями. Между шторками симметрично установлены: с одной стороны — закрепленный на кронштейне 13 электронный модуль 14, основными элементами которого являются оптическая линейка 15 и микроконтроллер 16, а с другой стороны — закрепленная на кронштейне 17 плата 18, включающая в себя источники излучения 19 и элементы стабилизации и коммутации.

Экспериментальные исследования показали, что разработанная конструкция датчика статического и полного давления обеспечивает его функционирование с требуемыми техническими характеристиками не только при воздействии климатических, механических и других факторов, характерных при эксплуатации авиационных приборов, но и в более жестких условиях.

Заключение. Использование оптических линеек в качестве вторичных преобразователей разработанного датчика давления позволяет минимизировать амплитуду деформаций упругих элементов и исключить целый ряд погрешностей, таких как остаточная деформация, нелинейность, температурные колебания, а также избежать воздействия линейных ускорений, вибраций, изменения свойств материала с течением времени и т.п. Бесконтактный способ съема информации и работа информационной системы в условиях вакуума позволяют значительно повысить эффективность процедур измерения статического и полного давления в условиях воздействия внешних и внутренних помех при решении задач определения высотно-скоростных параметров в навигационных системах подвижных объектов. Перечисленные

4

2

6

1

7

5

характеристики выгодно отличают разработанный датчик давления от известных датчиков аналогичного назначения, что позволяет говорить о положительных перспективах его промышленной реализации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреева Л. Е. Упругие элементы приборов. М.: Машиностроение, 1980. 230 с.

2. Феликсон Е. И. Упругие элементы приборов. М.: Машиностроение, 1977. 311 с.

3. ФрайденДж. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005. 592 с.

4. Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов: Учеб. пособие / Г. И. Клюев, Н. Н. Макаров, В. М. Солдаткин, И. П. Ефимов. Ульяновск: УлГТУ, 2005. 509 с.

5. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие. СПб: БХВ-Петербург, 2004. 800 с.

6. Справочник конструктора оптико-механических приборов / В. А. Панов, М. Я. Кругер, В. В. Кулагин и др.; Под общ. ред. В. А. Панова. Л.: Машиностроение, 1980. 742 с.

7. Пат. 2653596 РФ, МПК G01L 7/00. Датчик аэрометрических давлений / И. В. Антонец, Г. М. Горшков, Р. А. Борисов. Заявл. 04.04.2017, опубл. 11.05.2018. Бюл. № 14.

8. Антонец И. В., Борисов Р. А. Разработка и исследование датчика аэрометрических давлений на основе упругой мембраны и фотоприемной линейки // История, современность, перспективы развития: Сб. материалов II Междунар. заочной науч.-практ. конф. БГАА, 9—10 ноября 2017 г., Минск. С. 119—120.

9. Антонец И. В., Борисов Р. А. Определение характеристики упругого чувствительного элемента для аэрометрического датчика полного давления // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: Сб. тез. докл. М.: ИД Академии Жуковского, 2018. С. 188.

10. Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ, № 2019663045. Программа для расчета упругих чувствительных элементов датчиков аэрометрических давлений / Р. А. Борисов, И. В. Антонец. Дата регистрации 09.10.2019 г.

11. Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ, № 2019612079. Программа управления микроконтроллерами семейства STM32F4, обеспечивающая измерение линейных перемещений чувствительных элементов датчиков, использующих оптические преобразователи / Р. А. Борисов, И. В. Антонец. Дата регистрации 11.02.2019 г.

12. Денисов М. А. Компьютерное проектирование. ANSYS: Учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2014. 77 с.

13. Иванов Д. В., Доль А. В. Введение в ANSYS Workbench: Учеб.-метод. пособие. Саратов: Амирит, 2016. 56 с.

14. Тайманов Р. Е., Сапожникова К. В. Проблемы создания нового поколения интеллектуальных датчиков // Датчики и системы. 2004. № 11. С. 50—58.

Сведения об авторах

Иван Васильевич Антонец — д-р техн. наук, профессор; Ульяновский институт гражданской авиа-

ции им. Главного маршала авиации Б. П. Бугаева, кафедра авиа ционной техники; E-mail: [email protected] Руслан Андреевич Борисов — АО „Санкт-Петербургская авиаремонтная компания", отдел модер-

низации и переоборудования вертолетов; начальник конструкторского бюро; E-mail: [email protected]

Поступила в редакцию 24.01.2020 г.

Ссылка для цитирования: Антонец И. В., Борисов Р. А. Датчик статического и полного давления на основе линейки фотоэлектронных приемников // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 3. С. 222—227.

STATIC AND TOTAL PRESSURE SENSOR BASED ON THE LINE OF PHOTOELECTRONIC RECEIVERS

I. V. Antonets1, R. A. Borisov2

1Ulyanovsk Civil Aviation Institute, 432071, Ulyanovsk, Russia 2 St. Petersburg Aircraft Repair Company JSC,198206, St. Petersburg, Russia E-mail: [email protected]

Principles of development of static and full pressure sensor based on the use of an optical method of information conversion, is considered. A significant novelty of the proposed sensor is the use of optical CCD arrays as secondary converters, with which it is possible to convert the spatial distribution of the light flux into an electric signal. Results of theoretical and experimental studies of information processing procedures are presented, mathematical models and algorithms for microcontroller that provides for measuring linear displacements of the membranes center and processing signals from the output of the photodetector line when exposed to a light spot are presented. The proposed pressure sensor, in comparison with its analogues, has significantly smaller mass and size parameters, and energy consumption is reduced by more than an order of magnitude.

Keywords: sensor, static pressure, total pressure, membrane, mathematical model, algorithm, optical ruler, light flux source

REFERENCES

1. Andreeva L.E. Uprugiye elementypriborov (Elastic Elements of Devices), Moscow, 1980, 230 p. (in Russ.)

2. Felikson E.I. Uprugiye elementy priborov (Elastic Elements of Devices), Moscow, 1977, 311 p. (in Russ.)

3. Fraden J. Handbook of Modern Sensors, Springer, 2015, 758 p.

4. Klyuyev G.I., Makarov N.N., Soldatkin V.M., Efimov I.P. Izmeriteli aerodinamicheskikh parametrovletatel'nykh apparatov (Meters of Aerodynamic Parameters of Aircraft), Ul'yanovsk, 2005, 509 p. (in Russ.)

5. Ugryumov E.P. Tsifrovaya skhemotekhnika (Digital Circuitry), St. Petersburg, 2004, 800 p. (in Russ.)

6. Panov V.A., Kruger M.Ya., Kulagin V.V. et al. Spravochnik konstruktora optiko-mekhanicheskikh priborov (Handbook of the Designer of Optical-Mechanical Devices), Leningrad, 1980, 742 p. (in Russ.)

7. Patent RU 2653596, G01L 7/00, Datchik aerometricheskikh davleniy (Air Pressure Sensor), I.V. Antonets, G.M. Gorshkov, R.A. Borisov, Priority 04.04.2017, Published 11.05.2018, Bulletin 14. (in Russ.)

8. Antonets I.V., Borisov R.A. Istoriya, sovremennost', perspektivy razvitiya (History, Modernity, Development Prospects), Materials of the II Intern. correspondence scientific and practical conf. BGAA, 9-10 November 2017, Minsk, pp. 119-120. (in Russ.)

9. Antonets I.V., Borisov R.A. Grazhdanskaya aviatsiya na sovremennom etape razvitiya nauki, tekhniki i obshchestva (Civil Aviation at the Present Stage of the Development of Science, Technology and Society), Collection of Abstracts, Moscow, 2018, pp. 188.

10. Certificate on the state registration of the computer programs 2019663045, Programma dlya rascheta uprugikh chuvstvitel'nykh elementov datchikov aerometricheskikh davleniy (The Program for Calculating the Elastic Sensitive Elements of Air Pressure Sensors), Borisov R.A., Antonets I.V., Priority 09.10.2019. (in Russ.)

11. Certificate on the state registration of the computer programs 2019612079, Programma upravleniya mikrokontrollerami semeystva STM32F4, obespechivayushchaya izmereniye lineynykh peremeshcheniy chuvstvitel'nykh elementov datchikov, ispol'zuyushchikh opticheskiye preobrazovateli (The STM32F4 Family Microcontroller Control Program, which Measures the Linear Displacements of Sensitive Sensors Using Optical Converters), Borisov R.A., Antonets I.V., Priority 11.02.2019. (in Russ.)

12. Denisov M.A. Komp'yuternoye proyektirovaniye. ANSYS (Computer Design. ANSYS), Ekaterinburg, 2014, 77 p. (in Russ.)

13. Ivanov D.V., Dol' A.V. Vvedeniye v ANSYS Workbench (Introduction to ANSYS Workbench), Saratov, 2016, 56 p. (in Russ.)

14. Taimanov R.E., Sapozhnikova K.V. Datchiki & Systemi (Sensors & Systems), 2004, no. 11, pp. 50-58. (in Russ.)

Data on authors

Ivan V. Antonets — Dr. Sci., Professor; Ulyanovsk Civil Aviation Institute, Department of Avia-

tion Technique, E-mail: [email protected] Ruslan A. Borisov — St. Petersburg Aircraft Repair Company JSC, Department of Helicopters

Modernization and Re-equipment, Head of the Design Bureau; E-mail: [email protected]

For citation: Antonets I. V., Borisov R. A. Static and total pressure sensor based on the line of photoelectronic receivers. Journal of Instrument Engineering. 2020. Vol. 63, N 3. P. 222—227 (in Russian).

DOI: 10.17586/0021-3454-2020-63-3-222-227

Задание 18. Насосы и вентиляторы (контрольная)

Задание 18. Насосы и вентиляторы (контрольная) - решения eusi

Определить теоретическое давление, развиваемое нагнетателем при перемещении воздуха при температуре 15 °С, если внутренний диаметр рабочего колеса D1 = 300 мм, абсолютная скорость при входе c1 = 4,0 м/c, угол между окружной и абсолютной скоростью при входе α1 = 60°, наружный диаметр рабочего колеса D2 = 500 мм, абсолютная скорость при выходе c2 = 20,5 м/c, угол между окружной и абсолютной скоростью при выходе α2 = 45°, угловая скорость вращения ω = 60 с-1.

Решение

Плотность воздуха при температуре 15 °C :

ρв=353273+tв=353273+15=1,226 кг/м3.

Окружная скорость, направленная по касательной к данной точке окружности, определяется по формуле:

u=R·ω=D2·ω,

соответственно:

u1=D12·ω=0,32·60=9 м/с,

u2=D22·ω=0,52·60=15 м/с.

Теоретическое давление, создаваемое вентилятором согласно уравнению Эйлера:

Pт=ρв·(u2·c2·cosα2−u1·c1·cosα1)=1,226·(15·20,5·cos45°−9·4·cos60°)=

=1,226·(15·20,5·0,707−9·4·0,5)=244,447 Па.

НАВЕРХ

Построить эпюры полного, статического и динамического давления для простой вентиляционной сети, состоящей из всасывающего и нагнетательного воздуховода. Расход воздуха L = 850 м3/час, плотность воздуха ρ = 1,2 кг/м3, площади сечения воздуховодов, f1 = f2 = f3 = 0,02 м2, f4 = 0,05 м2. P0вс = 150 Па, P0наг = 200 Па, потери давления в диффузоре после третьего сечения 50 Па.

Решение

Динамическое давление во всех сечениях определяют по формуле:

P=ρ·v22,

где v - средняя скорость в сечении воздуховода, м/c, определяемая из уравнения неразрывности:

v=L3600·f.

v1,2,3=8503600·0,02=11,8 м/с,

v4=8503600·0,05=4,7 м/с.

P1,2,3=1,2·11,822=83,6 Па,

P4=1,2·4,722=13,4 Па.

Во всасывающем отверстии динамическое давление равно 0.

Полное давление потока во всех сечениях, равное сумме статического и динамического давления, определяют при построении эпюры, откладывая до вентилятора отрицательное давление, равное потерям давления во всасывающем воздуховоде -150 Па, после вентилятора - положительное давление, равное сумме потерь давления в нагнетательном воздуховоде, диффузоре и динамического давления в нагнетательном сечении 263,4 Па, во всасывающем сечении 0, в нагнетательном сечении - давление, равное динамическому давлению 13,4 Па, в сечении 3 - сумму давлений в нагнетательном сечении и потерь давления в диффузоре 63,4 Па.

Статическое давление определяется как разность полного и динамического давления в каждом сечении.

Сечение 0 1 2 всас 2 нагн 3 4
Полное давление, P Па 0 0,0 -150,0 263,4 63,4 13,4
Скорость воздуха, м/c 0 11,8 11,8 11,8 11,8 4,7
Динамическое давление Рд, Па 0 83,6 83,6 83,6 83,6 13,4
Статическое давление Рст, Па 0 -83,6 -233,6 179,8 -20,2 0,0

НАВЕРХ

По заданной характеристике центробежного вентилятора ВР 86-77-5 с колесом D = 0,95 Dном и числом оборотов n = 920 об/мин построить характеристику двух совместно работающих соединенных параллельно одинаковых вентиляторов, найти рабочую точку и определить параметры работы одного вентилятора (расход воздуха, давление, коэффициент полезного действия, мощность) при совместной работе и при отключении одного. Расход воздуха L = 6000 м3/час, потери давления в сети вместе с динамическим давлением на выходе 275 Па.

Решение

При параллельном соединении одинаковых вентиляторов давление, создаваемое каждым вентилятором одинаковое, а общий расход воздуха равен сумме расхода воздуха каждого вентилятора. Складывая значения расхода воздуха вентиляторов (удваивая, так как используется два одинаковых вентилятора) при нескольких значениях давления строим характеристику двух совместно работающих параллельно соединенных одинаковых вентиляторов.

Строим характеристику вентиляционной сети как прямую, проходящую через точку с заданными параметрами параллельную линии постоянного к.п.д.

На пересечении характеристики двух совместно работающих вентиляторов и характеристики сети получаем рабочую точку А с параметрами: расход воздуха L = 6200 м3/час, давление Р = 290 Па. При этом на характеристике одного вентилятора при значении давления 290 Па найдем положение точки В, характеризующей работу одного вентилятора при совместной работе. Параметры рабочей точки В: расход воздуха L = 3100 м3/час, давление Р= 290 Па, коэффициент полезного действия ηн = 0,77, потребляемая мощность:

N=3100·2903600·0,77·1000=0,324 кВт.

При отключении одного вентилятора второй будет работать практически на ту же вентиляционную сеть, если перекрыть запорным клапаном движение воздуха через отключенный вентилятор, вызванное разностью давлений в точках 2 и 1, создаваемой работающим вентилятором. На пересечении характеристики одного работающего вентилятора и характеристики сети получим рабочую точку В с параметрами: расход воздуха L = 5100 м3/час, давление Р = 210 Па, коэффициент полезного действия ηн = 0,8, потребляемая мощность:

N=5100·2103600·0,8·1000=0,372 кВт.

Таким образом, при отключении одного вентилятора расход воздуха уменьшается, но не в два раза, уменьшается давление вентилятора и возрастает потребляемая мощность одним вентилятором, что может привести к перегреву двигателя.

НАВЕРХ



Раз добрался до этой строки, значит, нашёл тут что-то интересное или полезное. Пользуйся браузерами Yandex, Firefox, Opera, Edge, которые правильно отражают формулы, встречающиеся на страницах, как в десктопном, так и в мобильном вариантах. Отключи на минуту блокираторы рекламы и нажми на пару баннеров на странице. Тебе ничего не будет стоить, а сайту поможешь материально.



Общие сведения об определениях давления

Определения давления

Статическое давление

Статическое давление обозначается как Pst или иногда на кривых вентилятора как Pfa.
Статическое давление определяется как «давление, оказываемое неподвижной жидкостью или газом, особенно водой или воздухом».
Это разница в давлении на элементе системы, например угольном фильтре или нагревательной спирали, или между внутри системы и вне атмосферы. Статическое давление может быть как положительным, так и отрицательным.Понимание статического давления полезно при выборе вентилятора, подходящего для конкретной области применения. Выбор вентилятора обычно основан на CFM и статическом давлении.
Проще говоря, статическое давление - это давление жидкости или газа, если они не движутся. Примером может служить давление внутри воздушного шара. Он используется для определения мощности вентиляторов, показывая, насколько увеличилось бы статическое давление, если бы вентилятор дул в герметичную систему. Представьте, что вы используете вентилятор, чтобы надуть очень слабый воздушный шар, вентилятор с более высоким статическим давлением надувает воздушный шар до гораздо большего размера, чем тот, который имеет более низкое статическое давление.Статическое давление может указывать на то, насколько силен вентилятор и насколько хорошо он преодолевает сопротивление.

Ключевые факты:

- Сопротивление потоку
- Равно во всех направлениях
- Может быть положительным или отрицательным
- Независимо от скорости воздуха

Динамическое давление

Динамическое давление обычно обозначается как Pd или PDy.
Как следует из названия, это давление, создаваемое движением воздуха, оно увеличивается с увеличением скорости и всегда положительно. Пример этого можно показать, высунув руку из окна машины, когда она движется.Ваша рука будет отодвинута назад, потому что давление впереди руки выше, чем давление позади руки. Это связано с тем, что ваша рука останавливает воздух и обеспечивает перепад давления, равный динамическому давлению жидкости / движущегося воздуха. Чем быстрее едет машина, тем с большей силой вы отталкиваете руку, потому что динамическое давление воздуха выше. Обратите внимание, что более быстрая езда не увеличивает статическое давление, так как воздух все равно будет иметь такое же давление, если вы остановитесь.

Общее давление

Общее давление обычно обозначается как Pt ot PT. Это сумма всех статических элементов в системе плюс динамическое давление на выходе. Итак, сумма статического и динамического давления.
Pt = Ps + Pd
В предыдущем примере с использованием руки из окна, измеренное давление перед рукой будет общим давлением, а давление позади него будет статическим давлением. Разница будет в динамическом давлении.
Многие люди не понимают общего давления и включают только сумму статических элементов, называя это «общим падением давления», но при использовании кривых общего давления вы всегда должны добавлять динамическое давление из-за скорости на выходе из системы, например, при скорости 10 метров в секунду, скорость нагнетания Pd составляет 60 паскалей.


В зависимости от области применения разница между общим и статическим давлением может быть незначительной, но для других игнорирование разницы может привести к дорогостоящим ошибкам.
Для получения дополнительной информации о расчетах давления в системе или помощи в выборе вентилятора, свяжитесь с нами по телефону 01782 349430 или напишите нам по адресу [email protected]

См. Ассортимент >> Узнайте больше о дюймовых воздуходувках низкого давления >>


Эта запись была опубликована во вторник, 2 мая 2017 г., в 9:00 и подано в Компанию.Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0. И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

Что такое статическое давление в гидродинамике? | Блог SimScale | by SimScale

Чтобы лучше понять, что такое статическое давление, нам сначала понадобится некоторая предыстория и пояснения по другим терминам. Термин «давление» широко используется во многих приложениях в гидродинамике и термодинамике, от аэродинамики до проектирования установок. Однако мы должны сделать вывод из контекста, если мы говорим о статическом, общем или динамическом давлении.

Большинство определений, упомянутых здесь, были взяты из книги Механика жидкостей Мерла К. Поттера, Дэвида К. Виггерта и Бассема Х. Рамадана.

В гидромеханике давление определяется как нормальная сила, действующая на поверхность. Математически давление p на точку определяется как:

Метрическими единицами измерения давления являются ньютоны на квадратный метр (Н / м²) или, как правило, килопаскаль (кПа). Например, атмосферное давление на уровне моря 101.3 кПа. Английские единицы измерения давления - фунты на квадратный дюйм (psi) или фунты на квадратный фут (psf).

Давление, как и температуру, можно измерять с помощью различных шкал, и для обоих свойств также существуют абсолютные шкалы. В идеальном вакууме абсолютное давление достигает нуля. Таким образом, в пространстве нет молекул, оказывающих давление. Следовательно, невозможно добиться отрицательного абсолютного давления.

Все становится намного сложнее, когда мы рассматриваем относительные измерения давления.Когда дело доходит до терминологии, возникает большая путаница. Различные программы также часто рекомендуют интерпретацию своих измерений давления по-разному. Мы немного поговорим о том, как это работает с SimScale.

Существует множество различных способов измерения относительного давления. Первый и наиболее распространенный пример - это манометрическое давление , которое достигается при измерении давления относительно атмосферного давления. Его также обычно называют барометрическим давлением.Из этого следует, что преобразование манометрического давления в абсолютное давление получается путем прибавления его к атмосферному давлению.

Давайте теперь рассмотрим другие измерения давления, которые используются в области механики жидкости.

Чтобы проиллюстрировать, что такое полное давление, давайте начнем с проверки знаменитого уравнения Бернулли:

, которое измеряет разницу в скорости и давлении между двумя точками потока.

Давление p в этом уравнении - это статическое давление .При измерении относительно атмосферного давления статическое давление совпадает с манометрическим давлением. Однако можно измерить статическое давление с помощью вакуума в качестве эталона, так что измеренное значение равно абсолютному давлению.

Статическое давление измеряется, когда жидкость находится в состоянии покоя относительно измерения. Его можно измерить с помощью пьезометра, прикрепленного к стенке трубы, по которой течет жидкость.

Обратите внимание, что при измерении статического давления ранее мы не принимали во внимание влияние скорости.Если не пренебрегать этими эффектами, измеряемое давление возрастет. Это увеличение называется динамическим давлением . Динамическое давление является функцией скорости и плотности жидкости:

Общее давление , также называемое давлением торможения, измеряется путем добавления статического давления к динамическому давлению:

Общее давление обычно измеряется с помощью устройства, называемого трубка Пито. Вы можете видеть трубки Пито на самолетах, например, в виде небольших отверстий или металлических трубок, висящих в крыльях, как показано ниже: Трубка Пито

на Airbus A380, Источник: Дэвид Монниа GFDL, CC-BY-SA-3.0 или CC BY-SA 2.0 fr, из Wikimedia Commons

Скорость внутри трубки Пито равна нулю, что делает ее точкой застоя. Другое устройство, называемое статической трубкой Пито, может использоваться для непосредственного измерения динамического давления. В основном он состоит из трубки Пито с отверстием для статического давления.

Для большинства повседневных случаев полное давление очень близко к статическому давлению. Это происходит потому, что большинство систем предназначены для обеспечения низких скоростей жидкости, как правило, для предотвращения потери напора из-за трения, которое пропорционально кинетической энергии жидкости.В этих случаях различие между общим давлением и статическим давлением может не иметь значения.

Статическое давление на центробежный вентилятор - CFD-анализ, проведенный с помощью SimScale В основном, при моделировании потоков жидкости мы используем уравнения Навье-Стокса. Теперь, когда мы выводим уравнения Навье-Стокса для несжимаемой жидкости, член давления имеет только математический смысл. Физический смысл имеет только градиент давления, который отвечает за движение жидкости. Другими словами, измерения давления используются в основном для проверки работоспособности решения.

Следуя этой логике, если мы изменим граничные условия фиксированного давления в нашей модели, например, суммируя постоянное значение, результирующий поток не изменится, потому что градиент давления останется прежним.

Более конкретно, для несжимаемых потоков SimScale использует удельное давление, которое определяется путем нормализации давления по плотности.

SimScale также позволяет использовать богатый набор граничных условий. Для получения дополнительной информации о настройке и использовании граничных условий на облачной платформе моделирования SimScale вы можете обратиться к этой странице документации.Для граничных условий входа давления используется полное давление, а для выходов давления - статическое или манометрическое давление. Если вы хотите узнать больше об облачной платформе SimScale и ее возможностях, загрузите этот обзор функций.

Зарегистрируйтесь и ознакомьтесь с нашим блогом SimScale , чтобы узнать о многом другом!

Ссылки

Вернуться к блогу

Различные давления в SOLIDWORKS Flow Simulation

В SOLIDWORKS Flow Simulation :

используются четыре различных определения давления
  1. Статическое давление
  2. Общее давление
  3. Динамическое давление
  4. Давление окружающей среды

Статическое давление

Статическое давление - это давление в одной точке в поле движущегося потока, когда поток газа или жидкости движется через систему.Статическое давление можно измерить, когда поток проходит через устройство, не влияющее на скорость потока, или устройство, движущееся с полем потока.

Примером этого является измерительное устройство внутри открытой трубы, параллельной потоку жидкости, показанное ниже, обычно в виде манометра или манометра, который помещается в поле потока через небольшое отверстие, просверленное в боковой части трубы. .

Полное давление

Общее давление - это давление неподвижного, но неподвижного потока жидкости.Это также называется давлением застоя. Измерительная трубка для общего давления представляет собой ударную трубку, направленную прямо в поле потока, как в примере ниже. Жидкость может перемещаться в трубку, но из-за отсутствия выхода она застаивается, и в этом состоянии покоя измеряется давление, чтобы получить общее давление.

Общее давление может быть математически получено в гидродинамике путем суммирования статического давления, динамического давления и гравитационного напора, как выражено в принципе Бернулли.

p0 p = q + ρgz

P - плотность жидкости, g - местное ускорение свободного падения, z - высота поля застойного течения.

Динамическое давление

Динамическое давление равно разнице между статическим и общим давлением. Это тесно связано с кинетической энергией отдельной жидкой частицы в поле потока. Это один из членов уравнения Бернулли, которое представляет собой уравнение сохранения энергии для движущегося поля потока.Это давление не является одним из вариантов ввода граничного давления, но это цель, которую можно отслеживать как выход.

Давление окружающей среды

Environment Pressure - это не физическое давление, которое можно измерить в реальном мире. Это опция граничных условий в среде виртуального моделирования потока. Flow Simulation интерпретирует это давление как общее давление для входящего потока и как статическое давление для выходного потока.

Благодаря этой способности давления окружающей среды отслеживать давления на входе и выходе, можно точно рассчитать вихрь, который пересекает отверстие, когда к нему применяется это граничное условие, что делает его более точным, чем условие статического давления, когда вихрь виден поперек открытие.

Надеюсь, эта статья оказалась для вас полезной. Узнайте больше о SOLIDWORKS Flow Simulation, прочитав статьи ниже.

Подробнее о SOLIDWORKS Flow Simulation

Обратное вращение важно для вашего бесплатного броска в баскетболе! Исследование SOLIDWORKS Simulation

Покачивание резервуара с использованием SOLIDWORKS Flow Simulation

Как победить COVID-19 трубкой

Оптимизация коллектора с помощью SOLIDWORKS Flow Simulation

Палаты отрицательного давления в больницах

Основные сведения об измерении давления

Учебное пособие по основным понятиям механики жидкости.

Дэвид Хили, разработка систем и приложений, сектор полупроводниковой продукции Motorola, подразделение сенсорной продукции

Что такое давление жидкости?
Давление жидкости можно определить как меру силы на единицу площади, оказываемой жидкостью, действующей перпендикулярно любой поверхности, с которой она контактирует (примечание: «жидкость» может быть либо газом, либо жидкостью. Жидкость и жидкость не являются синонимами). . Стандартная единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па), что эквивалентно одному Ньютону на квадратный метр (Н / м 2), или Килопаскаль (кПа), где 1 кПа = 1000 Па.В английской системе давление обычно выражается в фунтах на квадратный дюйм (psi). Давление может быть выражено во многих различных единицах, включая высоту столба жидкости. В таблице ниже перечислены наиболее часто используемые единицы измерения давления и их преобразование.

Рис. 1. Таблица преобразования для общих единиц давления

Измерения давления можно разделить на три категории: абсолютное давление , избыточное давление и перепад давления . Абсолютное давление относится к абсолютному значению силы на единицу площади, оказываемой жидкостью на поверхность. Следовательно, абсолютное давление - это разница между давлением в данной точке жидкости и абсолютным нулем давления или абсолютным вакуумом. Избыточное давление - это измерение разницы между абсолютным давлением и местным атмосферным давлением. Местное атмосферное давление может меняться в зависимости от температуры окружающей среды, высоты над уровнем моря и местных погодных условий.Стандартное атмосферное давление в США на уровне моря и температуре 59 ° F (20 ° C) составляет 14,696 фунтов на квадратный дюйм (psia) или 101,325 кПа (абс.). При обсуждении измерения давления очень важно указать, какая система отсчета используется.

В английской системе единиц измерение давления относительно эталона осуществляется путем определения давления в фунтах на квадратный дюйм абсолютного (psia) или фунтах на квадратный дюйм манометра (psig). Для других единиц измерения важно указать манометрические или абсолютные.Аббревиатура «абс» означает абсолютное измерение. Избыточное давление по условию всегда положительное. «Отрицательное» избыточное давление определяется как вакуум. Вакуум - это величина, на которую местное атмосферное давление превышает абсолютное давление. Идеальный вакуум - это нулевое абсолютное давление. На рисунке 2 показано соотношение между абсолютным, избыточным давлением и вакуумом.

Дифференциальное давление - это, как следует из названия, математическая разница между двумя измеренными значениями давления.Этот тип измерения давления обычно используется для определения падения давления в жидкостной системе. Поскольку перепад давления является мерой одного давления по отношению к другому, указывать эталонное давление необязательно. Для английской системы единиц это может быть просто фунт / кв. Дюйм, а для системы СИ - кПа.

Рис. 2. Взаимосвязь между давлением и периодом

В дополнение к трем типам измерения давления существуют различные типы жидкостных систем и давления жидкости.Есть два типа жидкостных систем; статические системы и динамические системы. Как следует из названий, статическая система - это система, в которой жидкость находится в состоянии покоя, а динамическая система - это система, в которой жидкость движется.

Системы статического давления
Давление, измеренное в статической системе, является статическим давлением. В системе давления, показанной на Рисунке 3, однородная статическая жидкость непрерывно распределяется, причем давление изменяется только с вертикальным расстоянием. Давление одинаково во всех точках в одной и той же горизонтальной плоскости в жидкости и не зависит от формы контейнера.Давление увеличивается с глубиной в жидкости и действует одинаково во всех направлениях. Увеличение давления по мере увеличения глубины, по сути, является эффектом веса жидкости над заданной глубиной.

Рисунок 3: Система непрерывной подачи жидкости

На рисунке 4 показаны две емкости с одной и той же жидкостью, подверженные одинаковому внешнему давлению - P . На одинаковой глубине внутри любого резервуара давление будет одинаковым. Обратите внимание, что стороны большого резервуара не вертикальны.Давление зависит только от глубины и не имеет никакого отношения к форме контейнера. Если рабочая текучая среда представляет собой газ, увеличение давления в текучей среде из-за высоты текучей среды в большинстве случаев незначительно, поскольку плотность и, следовательно, вес текучей среды намного меньше давления, прикладываемого к системе. Однако это может не соответствовать действительности, если система достаточно велика или давление достаточно низкое. В одном примере рассматривается изменение атмосферного давления с высотой.На уровне моря стандартное атмосферное давление в США составляет 14,696 фунтов на квадратный дюйм (101,325 кПа). На высоте 10 000 футов (3048 м) над уровнем моря стандартное атмосферное давление в США составляет 10,106 фунтов на квадратный дюйм (69,698 кПа), а на высоте 30 000 футов (9144 м) стандартное атмосферное давление в США составляет 30,101 кПа (4,365 фунтов на квадратный дюйм).

Рисунок 4: Измерение давления на глубине в жидкости

Давление в статической жидкости можно легко рассчитать, если известна ее плотность.Абсолютное давление в жидкости на глубине H определяется как:

P абс = P + (r x g x H)

Где:

P абс - абсолютное давление на глубине H.

P - внешнее давление в верхней части жидкости. Для большинства открытых систем это будет атмосферное давление.

r - плотность жидкости.


g - ускорение свободного падения (g = 32,174 фут / сек 2 (9,81 м / сек 2)).

H - глубина, на которой требуется давление.

Системы динамического давления
Системы динамического давления более сложны, чем статические системы, и их может быть труднее измерить. В динамической системе давление обычно определяется с помощью трех разных терминов. Первое давление, которое мы можем измерить, - это статическое давление . Статическое давление не зависит от движения или потока жидкости и, как и в статической системе, действует одинаково во всех направлениях. Второй тип давления - это то, что называется динамическим давлением .Этот член давления связан со скоростью или потоком жидкости. Третье давление - , полное давление - . и это просто статическое давление плюс динамическое давление.

Установившиеся динамические системы
Следует соблюдать осторожность при измерении давления в динамической системе. Для динамической системы в стационарных условиях точное статическое давление может быть измерено путем врезания в поток жидкости перпендикулярно потоку жидкости. Для динамической системы стационарные условия определяются как отсутствие изменения условий потока в системе: давления, скорости потока и т. Д.

На рисунке 5 показана динамическая система с жидкостью, протекающей по трубе или воздуховоду. В этом примере отвод статического давления расположен в стенке воздуховода в точке А. Трубка, введенная в поток, называется трубкой Пито. Трубка Пито измеряет общее давление в точке B в системе. Общее давление, измеренное в этой точке, называется давлением торможения. Давление торможения - это величина, полученная, когда текущая жидкость замедляется до нулевой скорости в изэнтропическом (без трения) процессе.Этот процесс преобразует всю энергию текущей жидкости в давление, которое можно измерить. Застой или полное давление - это статическое давление плюс динамическое давление. Очень сложно точно измерить динамическое давление. Если требуется измерение динамического давления, общее и статическое давления измеряются, а затем вычитаются для получения динамического давления. Динамическое давление можно использовать для определения скорости жидкости и расхода в динамических системах.

Рисунок 5.Статические и общие измерения давления в динамической жидкостной системе.

При измерении давления в динамической системе необходимо следить за точностью. Для измерения статического давления место отвода давления следует выбирать так, чтобы на измерение не влиял поток жидкости. Обычно отводы располагаются перпендикулярно полю потока. На рисунке 5 отвод статического давления в точке A находится в стенке воздуховода и перпендикулярен полю потока. На рисунках 6a и 6c статические отводы (точка A) в датчиках давления также перпендикулярны полю потока.Эти примеры показывают наиболее распространенный тип отводов статического давления, однако существует множество различных вариантов отводов статического давления.

Для измерения общего давления или давления торможения важно, чтобы трубка Пито или ударная трубка была выровнена параллельно полю потока, а конец трубки был направлен прямо в поток. На рисунках 6b и 6c трубка Пито выровнена параллельно потоку, причем отверстие трубки направлено прямо в поток. Хотя статическое давление не зависит от направления, динамическое давление является векторной величиной, которая зависит как от величины, так и от направления для общего измеренного значения.Если трубка Пито не совмещена с потоком, точность измерения общего давления может пострадать. Кроме того, для точных измерений давления отверстия для отбора давления и зонды должны быть гладкими и не иметь заусенцев или препятствий, которые могут вызвать нарушения потока.

Рисунок 6. Типы датчиков давления

Расположение отводов давления и датчиков, статических и общих, также должно быть тщательно выбрано. Следует избегать любого места в системе, где поле потока может быть нарушено, как вверх по потоку, так и после него.Эти места включают любые препятствия или изменения, такие как клапаны, колена, разделители потока, насосы, вентиляторы и т. Д. Чтобы повысить точность измерения давления в динамической системе, допускайте, чтобы за любым изменением или препятствием было не менее 10 диаметров трубы / воздуховода и минимум 2 диаметра трубы / воздуховода перед. Кроме того, диаметр трубы / воздуховода должен быть намного больше диаметра трубки Пито. Диаметр трубы / воздуховода должен быть как минимум в 30 раз больше диаметра трубки Пито. Выпрямители потока также могут использоваться для минимизации любых изменений направления потока.Кроме того, при использовании трубки Пито рекомендуется, чтобы отвод статического давления был выровнен в той же плоскости, что и отвод общего давления. На трубке Пито-статик предполагается, что разница в положении незначительна.

Проточные трубы и воздуховоды приведут к неоднородному полю скорости и полю динамического давления. На стенке любого воздуховода или трубы существует граница, препятствующая скольжению из-за трения. Это означает, что у самой стенки скорость жидкости равна нулю. На рис. 5 показано мнимое распределение скорости в воздуховоде.Форма распределения будет зависеть от условий жидкости, потока в системе и давления. Чтобы точно определить среднее динамическое давление в секции воздуховода, необходимо снять серию показаний общего давления в воздуховоде. Эти измерения давления следует проводить при разных радиусах и положениях часов. поперек поперечного сечения круглого воздуховода или в местах различной ширины и высоты для прямоугольного воздуховода. После того, как эта характеристика была выполнена для воздуховода, можно легко провести корреляцию между измерением общего давления в центре воздуховода относительно среднего общего давления в воздуховоде.Этот метод также используется для определения профиля скорости в воздуховоде.

Системы с переходными процессами
Системы с переходными процессами - это системы с изменяющимися условиями, такими как давление, скорость потока и т. Д. Труднее всего получить точные измерения в переходных системах. Если система измерения, используемая для измерения давления, имеет более быстрое время отклика, чем скорость изменения в системе, то систему можно рассматривать как квазистационарную. То есть измерения будут примерно такими же точными, как и измерения в стационарной системе.Если предполагается, что измерение системы является моментальным снимком того, что происходит в системе, тогда вы хотите иметь возможность делать снимок быстрее, чем скорость изменения в системе, иначе изображение будет размытым. Другими словами, результаты измерений не будут точными.

В системе измерения давления есть два фактора, которые определяют общий отклик измерения: (1) отклик элемента преобразователя, который измеряет давление, и (2) отклик границы раздела между преобразователем и системой давления (т.е.e жидкость, передающая давление, и соединительная трубка). Для датчиков давления Motorola второй фактор обычно определяет общую частотную характеристику системы измерения давления. Подавляющее большинство систем давления, требующих измерений сегодня, являются квазистационарными системами, в которых системные условия меняются относительно медленно по сравнению со скоростью реакции измерительной системы, или изменение происходит мгновенно, а затем стабилизируется.

Два примера переходных систем включают стиральные машины и вентиляционные каналы в зданиях.В стиральной машине высота воды в баке измеряется косвенно путем измерения давления на дне бака. Когда ванна наполняется, давление меняется. Скорость наполнения бака и изменения давления намного ниже, чем скорость отклика измерительной системы. В вентиляционном канале давление изменяется при открытии и закрытии регистров воздуховода, регулируя движение воздуха внутри здания. По мере того, как открываются и закрываются все больше регистров, давление в системе изменяется.Изменения давления практически мгновенные. В этом случае изменения давления, по сути, являются постепенными, и поэтому их легко измерить точно, за исключением момента изменения. Для большинства промышленных и строительных приложений запаздывание системы измерения давления незначительно. По мере того, как система управления или измерения становится более точной, необходимо учитывать частотную характеристику системы измерения.

Заключение
В этой статье рассмотрены различные типы давлений и простым языком объяснено, как подключиться к системе для измерения этого давления.Но как выбрать подходящие инструменты?

Существует множество типов систем измерения давления, от простых жидкостных трубчатых манометров до датчиков с трубкой Бурдона и пьезоэлектрических преобразователей на основе кремния. Сегодня, когда электронные системы управления и измерения заменяют механические системы, кремниевые преобразователи давления и сенсоры становятся предпочтительными датчиками. Силиконовые микромашинные датчики обеспечивают очень высокую точность при очень низкой стоимости и обеспечивают интерфейс между механическим миром и электрической системой.С кремниевыми датчиками также возможны различные уровни интеграции, начиная с базового некомпенсированного, некалиброванного датчика давления и заканчивая полностью интегрированными датчиками давления с температурной компенсацией, калибровкой и обработкой сигнала.

В конце концов, тот, который вы выберете, будет зависеть от того, что вы пытаетесь измерить. Надеюсь, это базовое руководство по механике жидкости и измерению давления поможет сделать этот выбор немного проще.

Дэвид Хили, Разработка систем и приложений, Сектор полупроводниковой продукции Motorola, Отдел сенсорной продукции, П.O. Box 20912, Phoenix, AZ 85036, телефон: (800) 521-6274.

SOLIDWORKS Flow Simulation: объяснение открытия давления

Вы когда-нибудь добавляли граничные условия в SOLIDWORKS Flow Simulation и задавались вопросом, почему существует 3 различных варианта открытия давления? Тогда этот блог для вас! Вы узнаете, как используются 3 различных типа (, Статическое давление и Общее давление, ), и получите общее представление о том, когда использовать каждый из них.

Что это за 3 типа отверстий под давлением?

Статическое и полное давление - это измеряемые величины. Статический Давление должно измеряться устройством, которое не вносит изменения скорости потока и чаще всего измеряется манометром или манометром. Общее давление , иногда известное как давление торможения, должно измеряться устройством, которое останавливает поток без потерь. Некоторые устройства могут измерять как статическое, так и полное давление.Когда вы вычитаете статическое давление из общего давления, полученная величина называется динамическим давлением. Динамическое давление обусловлено кинетической энергией жидкости.

Изображение предоставлено kb.eng-software.com

Граничное условие открытия остаточного давления, Давление окружающей среды , не является измеряемой величиной. У пользователей есть два способа определения отверстий под давлением: либо применяя измеренное значение давления (статическое или полное), либо оставляя его открытым для окружающей среды.

Какой из них использовать?

В атмосфере жидкости в открытой системе всегда будут сталкиваться с другой жидкостью. На границах анализа внутреннего потока в Flow Simulation необходимо указать давление внешней жидкости как статическое или полное (в зависимости от того, как было измерено давление). Если пользователь пренебрегает назначением граничного условия для проема, то проем будет аналогичен обнаружению вакуума. Устойчивое состояние в вакууме - это отсутствие какого-либо поля течения.

Возможно наличие вихря на выходе. В случае вихря, если мы зададим статическое давление, наша система получит энергию. Когда пользователи назначают общее давление, наша система теряет энергию. Еще раз, только в случае завихрения через выходное отверстие; для сохранения энергии мы используем граничное условие Давление окружающей среды . Это граничное условие рассматривает выходящую жидкость как статическое давление и входящую как полное давление .Пример вихря, пересекающего выпускное отверстие, см. На изображении ниже. Обратите внимание, что стрелки указывают внутрь, а другие стрелки - наружу.

Таким образом, вы не должны увидеть никакой разницы между граничными условиями открытия Статическое / Общее и Давление окружающей среды , за исключением случая вихря. Используйте Давление окружающей среды , если вихрь пересекает отверстие.

Мэтью Фетке
Инженер по прикладному моделированию
Computer Aided Technology, LLC

Что такое Air Data?

Данные о воздухе - это измерение воздушной массы, окружающей самолет.Измеряются две физические характеристики: давление и температура. Данные о воздухе собираются с помощью различных датчиков на самолете и используются для расчета высоты, скорости, скорости набора высоты или спуска, а также угла атаки или угла бокового скольжения.

Какие данные о давлении измеряются?

Измерения давления состоят из статического давления (Ps) и полного давления (Pt).

Определения:

  • Статическое давление (Ps) - это абсолютное давление неподвижного воздуха, окружающего самолет.Это барометрическое давление на высоте, на которой летит самолет, и не зависит от каких-либо возмущений давления, вызванных движением самолета.
  • Общее давление (Pt) - это сумма местного атмосферного давления (Ps) и давления удара (Qc), вызванного движением летательного аппарата по воздуху.
  • Ударное давление (Qc) - это давление, которое движущийся поток воздуха производит на поверхность, которая останавливает часть движущегося потока. Это разница между общим давлением (Pt) и статическим давлением (Ps).

Эти характеристики давления связаны формулой: Qc = Pt - Ps

Ps и Pt регистрируются одним или несколькими статическими датчиками Пито на корпусе самолета. Qc рассчитывается по этим значениям.

Ps используется для расчета высоты самолета.

Qc используется для расчета скорости самолета.

Как определяется высота?

Высота определяется из серии уравнений с использованием статического давления.Расчет высоты основан на «стандартной атмосфере», которая предполагает известную взаимосвязь между давлением, температурой и плотностью атмосферы. Как правило, чем ниже статическое давление, тем выше высота.

Почему измеряется температура?

Температура измеряется для расчета истинной воздушной скорости (фактическая скорость самолета в воздухе) на основе указанной воздушной скорости и температуры. Температурный датчик на корпусе самолета измеряет значения температуры.Измерение давления и температуры иногда совмещено в одном датчике.

Указанная воздушная скорость (IAS), истинная воздушная скорость (TAS) и число Маха являются версиями скорости самолета и включают температурный компонент.

Определения:

  • Указанная воздушная скорость (IAS): скорость самолета относительно окружающего воздуха. Он не исправлен на любые ошибки установки или прибора. Указанная воздушная скорость равна истинной воздушной скорости только при стандартных условиях на уровне моря и является функцией ударного давления (Qc).
  • Истинная воздушная скорость (TAS): указанная воздушная скорость с поправкой на нестандартные температуры, которые можно определить с помощью числа Маха и общей температуры. Это реальная скорость самолета в воздушной массе.
  • Число Маха: Отношение истинной воздушной скорости к скорости звука в окружающем воздухе. Скорость звука пропорциональна квадратному корню из средней температуры. Число Маха рассчитывается с использованием отношения ударного давления (Qc) к статическому давлению (Ps).

Ссылка: Rosemount Aerospace, Air Data Handbook

Ссылки по теме:

Чит-код статического давления - AirStream

Расчет производительности вентилятора

Хотя это не обязательно малоизвестный факт, «чит статического давления» (SPC) - это то, о чем мы все должны помнить при рассмотрении технических характеристик вентилятора.Важно помнить, что общее давление (Pt) - это мера, которую следует использовать для оценки производительности, а не только статическое давление (Ps).

В некоторых случаях, когда конечный пользователь желает вентилятор для определенной цели, он понимает, что вентилятор, который ему нужен, должен иметь определенное статическое давление. Следует отметить, что статическое давление зависит от площади поперечного сечения плоскости измерения. То есть размер воздуховода имеет значение. Если мы сравниваем две точки в системе воздуховодов, которые имеют одинаковую площадь, это не проблема, однако вентиляторы имеют разные площади с точки зрения входных и выходных фланцев, которые являются точками, в которых оцениваются механические характеристики.

При расчете КПД вентилятора нам необходимо учитывать общую энергию, выделяемую вентилятором в газ (воздушный поток). Это означает, что мы не можем использовать только часть приведенного выше уравнения давления, а должны полагаться на полное повышение давления, иначе мы упустили часть всей картины.

Скоростное давление (Pv) связано со скоростью в воздуховоде, поэтому для заданного объемного расхода Pv будет изменяться в зависимости от размера воздуховода, через который должен проходить газ. В приведенном выше уравнении для Pt мы видим, что это сумма Pv и Ps, составляющая Pt.Итак, если потери невелики, мы можем предположить, что когда объем газа течет по воздуховоду, его энергетическое состояние будет преобразовываться между Ps и Pv, чтобы получить ту же сумму, Pt.

И вот здесь-то и появляется «хитрость». Если производительность вентилятора указана в единицах Ps, разработчик вентилятора может просто использовать большой диффузор на выходе из вентилятора для увеличения статического давления. То есть, если мы увеличиваем площадь поперечного сечения точки измерения, мы уменьшаем скорость и увеличиваем статическое давление, заставляя вентилятор выглядеть так, как будто он обеспечивает более высокую производительность.

Чтобы избежать этого, производительность вентилятора должна быть выражена в терминах общего повышения давления и, таким образом, улавливать всю энергию, вырабатываемую вентилятором, включая скорость потока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *